专题二第讲细胞代谢上课资料讲解课件

专题二 细胞代谢,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()。,考纲要求,光合作用与细胞呼吸,构建网络,栏目索引,考点一 细胞呼吸,考点二 光合作用,考点三 多角度理解光合作用与细胞呼吸的关系,考点四 叶绿体中色素的提取和分离,考点一 细胞呼吸,重点提炼,命题视角,题组一 从细胞呼吸的过程与方式进行考查,题组二 以曲线图形式考查细胞呼吸类型、过程及影响因素,题组三 探究外界因素对细胞呼吸速率的影响,重点提炼,细胞呼吸的过程图解,1.,2.影响细胞呼吸的环境因素分析,命题视角,题组一 从细胞呼吸的过程与方式进行考查,1.人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是( ) A.消耗等摩尔葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP多 B.两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、H和ATP C.短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉 D.慢跑时慢肌纤维产生的ATP主要来自于线粒体内膜,答案 A,2.不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用方式不同。若分解底物是葡萄糖，下列对呼吸作用方式的判断不正确的是( ) A.若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸 B.若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼 吸，也进行无氧呼吸 C.若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸 D.若既不吸收O2也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡,答案 D,技法提炼,判断细胞呼吸类型的五大方法 (以葡萄糖为底物),(1)产生CO2量消耗O2量有氧呼吸。 (2)不消耗O2，产生CO2无氧呼吸(酒精发酵)。 (3)释放CO2量吸收O2量同时进行有氧呼吸和无氧呼吸(酒精发酵)。 (4)不吸收O2，不释放CO2乳酸发酵或细胞已经死亡。 (5)有水生成一定是有氧呼吸，有二氧化碳生成一定不是乳酸发酵。,命题视角,题组二 以曲线图形式考查细胞呼吸类型、过程及影响因素,3.现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，通入 不同浓度的O2时，产生酒精和CO2的量如图所示， 下列说法不正确的是( ) A.曲线a表示CO2量，曲线b表示酒精量 B.O2浓度为c时，酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖量 约占葡萄糖总消耗量的 C.曲线a、b初始端的量相等，故不能确定此时酵母菌是否进行 有氧呼吸 D.酵母菌无氧呼吸的产物可用溴麝香草酚蓝水溶液和酸性重铬 酸钾溶液鉴定,答案 C,4.(2014海南，26)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答问题：,(1)在1224 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是_呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是_，其产物是_。,(2)从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会_，主要原因是_ _。 (3)胚根长出后，萌发种子的_呼吸速率明显升高。,(2)从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会_，主要原因是_ _。 (3)胚根长出后，萌发种子的_呼吸速率明显升高。,答案 (1)无氧 细胞质基质 酒精和二氧化碳 (2)减少 种子不进行光合作用制造有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物，使有机物的总量下降 (3)有氧,技法提炼,细胞呼吸的曲线识别技巧,(1)下降型曲线：呼吸反应速率逐渐减缓，一般受生成物含量的影响，随生成物的增多而减缓，如CO2浓度。 (2)上升型曲线：呼吸反应速率逐渐加快，一般受反应物含量的影响，随反应物的增多而加快，如O2含量。,题组三 探究外界因素对细胞呼吸速率的影响,5.为研究淹水时KNO3溶液浓度对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如图。下列说法正确的是( ),命题视角,A.樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是线粒体 B.图中A、B、C三点，在单位时间内与氧结合的还原 氢最多的是C点 C.淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓 作用 D.实验过程中可以改用CO2的产生量作为检测有氧呼 吸速率的指标,A.樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是线粒体 B.图中A、B、C三点，在单位时间内与氧结合的还原 氢最多的是C点 C.淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓 作用 D.实验过程中可以改用CO2的产生量作为检测有氧呼 吸速率的指标,答案 C,1.测定组织细胞呼吸速率的装置与原理 (1)装置(如图所示),实验归纳,(2)指标：细胞呼吸速率常用单位时间CO2释放量或O2吸收量来表示。 (3)原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的有色液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。,(4)物理误差的校正 如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。 为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。,(1)最常用的实验装置如图所示：,2.有关细胞呼吸方式探究的装置与实验分析,(2)实验材料分析：装置一、二中试剂的作用分别是NaOH溶液吸收CO2，蒸馏水作为对照。在利用葡萄糖作为能源物质的条件下，有氧呼吸气体体积不变，无氧呼吸气体体积增加。,(3)实验结果分析,考点二 光合作用,重点提炼,命题视角,题组一 从光合作用的过程进行考查,题组二 以曲线分析或实验分析形式考查影响光合速率的环境因素,重点提炼,1.色素的吸收光谱,2.光合作用的过程图解,1.磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物(2014新课标，6A)( ) 2.光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与(2014新课标，6B)( ) 3.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光(2013新课标，2D)( ) 4.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同(2013新课标，2C)( ),错混诊断,2.(2014新课标，2)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是( ) A.O2的产生停止 B.CO2的固定加快 C.ATP/ADP比值下降 D.NADPH/NADP比值下降,答案 B,思维建模,模型法分析影响因素骤变时物质量的变化,命题视角,题组二 以曲线分析或实验分析形式考查影响光合速率的环 境因素,3.现有a、b、c三种灯泡，其发出光波的波长与光辐射强度的关系如图甲所示，现需从中选择一种灯泡用于温室中给植物补光，期望最大限度地增加光合作用的强度。为此某同学设计了图乙所示的实验装置。(注：叶绿体中的色素主要吸收430450 nm的蓝紫光和640660 nm的红光),(1)请判断三种灯泡与图甲中的曲线间的对应关系： a灯对应曲线_，b灯对应曲线_，c灯对应曲线_。(横线上均填序号) (2)如给予白炽光照射，金鱼藻在不同光照强度下光合速率如图丙曲线变化(适宜温度、CO2浓度为0.03%)。 与B点相比，A点叶绿体中的C3含量_(较高、较低、相等、无法判断)。 制约A点光合作用的因素主要是_。 在B点时，_可能导致曲线由变为。 (3)若给该装置通入C18O2，一段时间后，装置内出现了18O2，请用文字或图解简要说明：_。,(1)请判断三种灯泡与图甲中的曲线间的对应关系： a灯对应曲线_，b灯对应曲线_，c灯对应曲线_。(横线上均填序号) (2)如给予白炽光照射，金鱼藻在不同光照强度下光合速率如图丙曲线变化(适宜温度、CO2浓度为0.03%)。 与B点相比，A点叶绿体中的C3含量_(较高、较低、相等、无法判断)。 制约A点光合作用的因素主要是_。 在B点时，_可能导致曲线由变为。 (3)若给该装置通入C18O2，一段时间后，装置内出现了18O2，请用文字或图解简要说明：_。,(1)请判断三种灯泡与图甲中的曲线间的对应关系： a灯对应曲线_，b灯对应曲线_，c灯对应曲线_。(横线上均填序号) (2)如给予白炽光照射，金鱼藻在不同光照强度下光合速率如图丙曲线变化(适宜温度、CO2浓度为0.03%)。 与B点相比，A点叶绿体中的C3含量_(较高、较低、相等、无法判断)。 制约A点光合作用的因素主要是_。 在B点时，_可能导致曲线由变为。 (3)若给该装置通入C18O2，一段时间后，装置内出现了18O2，请用文字或图解简要说明：_。,(3)若该密闭装置通入C18O2，参与光合作用，其中的氧进入葡萄糖和水分子中，水分子再参与光合作用被光解，产生氧气，即C18O2H218O18O2。,答案 (1) (2)较高 光照强度 增加CO2浓度 (3)C18O2H218O18O2,总结提升,分析光照强度、CO2浓度、温度与光合速率的变化曲线,(1)曲线图,(2)图形分析：在P点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素。随着该因素的不断增强，光合速率不断提高。在Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因素，要提高光合速率，可适当提高图示的其他因素的含量或强度等。,考点三 多角度理解光合作用与细胞呼吸的关系,重点提炼,命题视角,题组一 从光合作用和细胞呼吸的联系进行考查,题组二 利用坐标曲线考查影响光合作用和呼吸作用的因素,题组三 光合作用与细胞呼吸的相关计算,题组四 光合作用与细胞呼吸的实验测定与探究,重点提炼,1.两者关系图解读,2.解读真正光合速率和净(表观)光合速率的曲线图 (1)图示,(2)解读,命题视角,题组一 从光合作用和细胞呼吸的联系进行考查,1.如图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法有误的是( ) A.A过程中合成ATP的部位是在叶绿体类囊体薄膜上 B.B过程中的ATP用于还原三碳化合物(C3) C.A、C过程中合成ATP所需的能量来源相同 D.D过程中能量的去向是用于耗能的生命活动,答案 C,2.(2014天津，2)下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是( ) A.过程只在线粒体中进行，过程只在叶绿体中进行 B.过程产生的能量全部储存在ATP中 C.过程产生的(CH2O)中的氧全部来自H2O D.过程和中均能产生H，二者还原的物质不同,答案 D,总结提升,1.光合作用与有氧呼吸的物质转化关系,2.光合作用与细胞呼吸的能量转化关系,3.光合作用与有氧呼吸中H和ATP的来源、去向分析,命题视角,题组二 利用坐标曲线考查影响光合作用和呼吸作用的因素,3.(2014四川，6)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作)，测得两种植物的光合速率如下图所示(注：光饱和点是使光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述正确的是( ),A.与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响 B.与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大 C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率 D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作,答案 D,4.(2014新课标，29)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。,据图回答下列问题： (1)当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为_。CO2浓度在ab之间时，曲线_表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。,(2)CO2浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是_。 (3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量_(填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。 (4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑_这一因素的影响，并采取相应措施。,(2)CO2浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是_。 (3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量_(填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。 (4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑_这一因素的影响，并采取相应措施。,(3)当环境中的CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，植物的净光合速率小于0，说明该植物此时呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。 (4)据图可推测，光强和CO2浓度都会影响植物的净光合速率，因此若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应同时考虑光强这一因素的影响。 答案 (1)0 A、B、C (2)光强 (3)大于 (4)光强,总结提升,光合速率与呼吸速率的关系的曲线解读,(1)图1中，在一定范围内，随叶面积指数的增大，光合作用实际量和呼吸量均增加；,超过A点后，光合作用实际量不再随叶面积指数的增加而增加，原因是叶片相互遮挡；干物质的量光合作用实际量呼吸量。干物质的量为零时，即叶面积指数为D时，光合速率呼吸速率。,(2)图2中，在一定范围内，光合速率和呼吸速率都会随温度的升高而增加；细胞呼吸的最适温度高于光合作用，所以超过20 时，光合速率增加缓慢，但呼吸速率增加很快，且可判断20 时净光合速率最大；净光合速率光合速率呼吸速率，即两曲线之间的距离n代表了相应温度下的净光合速率，n0时，光合速率呼吸速率。,(2)图2中，在一定范围内，光合速率和呼吸速率都会随温度的升高而增加；细胞呼吸的最适温度高于光合作用，所以超过20 时，光合速率增加缓慢，但呼吸速率增加很快，且可判断20 时净光合速率最大；净光合速率光合速率呼吸速率，即两曲线之间的距离n代表了相应温度下的净光合速率，n0时，光合速率呼吸速率。,命题视角,题组三 光合作用与细胞呼吸的相关计算,5.如图表示一株生长迅速的植物在夏季24 h 内CO2的吸收量和释放量(单位：mg)，光合作用速率和呼吸作用速率用CO2吸收量和CO2释放量表示。下列表述不合理的是( ),A.在18时和6时，该植物光合作用强度与呼吸作用强度 相等 B.假设该植物在24 h内呼吸速率不变，则该植物的呼吸 速率为10 mg/h，最大光合速率为85 mg/h C.该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为A CB D.中午12时左右，与曲线最高点所对应的时间相比， 该植物叶绿体内C5的含量下降,A.在18时和6时，该植物光合作用强度与呼吸作用强度 相等 B.假设该植物在24 h内呼吸速率不变，则该植物的呼吸 速率为10 mg/h，最大光合速率为85 mg/h C.该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为A CB D.中午12时左右，与曲线最高点所对应的时间相比， 该植物叶绿体内C5的含量下降,答案 D,6.棉花是关系国计民生的战略物资，也是仅次于粮食的第二大农作物。科研人员利用棉花植株进行了不同实验。请分析回答：,(1)棉花叶肉细胞中，完成“光能电能活跃化学能”转化过程的部位是_，固定CO2的场所是_。,(2)图1为选取至少具有15个棉铃(果实)的植株，去除不同比例的棉铃，进行研究棉花去铃后对叶片光合作用的影响。分析可知，叶片光合速率大小与棉铃数量呈_(填正或负)相关，其中对照组棉花植株的CO2固定速率相对值是_。 (3)图2为在适宜光强条件下，棉花光合速率和呼吸速率随温度变化的曲线。温度主要是通过影响_来影响棉花光合速率和呼吸速率。 (4)图2中，30 时棉花净光合速率是_molO2mg1叶绿素h1，棉花光合作用生产量最大时的温度是_。,(2)图1为选取至少具有15个棉铃(果实)的植株，去除不同比例的棉铃，进行研究棉花去铃后对叶片光合作用的影响。分析可知，叶片光合速率大小与棉铃数量呈_(填正或负)相关，其中对照组棉花植株的CO2固定速率相对值是_。 (3)图2为在适宜光强条件下，棉花光合速率和呼吸速率随温度变化的曲线。温度主要是通过影响_来影响棉花光合速率和呼吸速率。 (4)图2中，30 时棉花净光合速率是_molO2mg1叶绿素h1，棉花光合作用生产量最大时的温度是_。,(3)温度通过影响酶的活性影响光合速率和呼吸速率。 (4)图2中放氧速率为净光合速率，耗氧速率为呼吸速率，30 时棉花净光合速率是150 mol O2mg1叶绿素h1；棉花光合作用生产量最大时即为净光合速率和呼吸速率之和最大时，图2中35 时棉花光合作用生产量最大。 答案 (1)类囊体薄膜 叶绿体基质 (2)正 28 (3)酶的活性 (4)150 35 ,易错警示,有关光合作用和细胞呼吸的计算问题辨析,(1)光合作用所需CO2的来源有两个：细胞呼吸产生的，从周围空气中吸收的(若是水生植物，则是从周围的水中吸收的)。 (2)光合作用释放O2的去向有两个：细胞呼吸、释放到周围的空气中(当光合速率大于呼吸速率时)。 (3)光合作用制造(等同生产、合成)的葡萄糖的去向有两个：细胞呼吸消耗、积累(当光合速率大于呼吸速率时)。,(4)当在光照下光合作用与呼吸作用同时进行时：光合作用实际产氧量实测的氧气释放量呼吸作用耗氧量；光合作用实际二氧化碳消耗量实测的二氧化碳吸收量呼吸作用二氧化碳释放量；光合作用葡萄糖净产量光合作用实际葡萄糖生产量呼吸作用葡萄糖消耗量。,8.(2014江苏，31)为研究浮游藻类的光合作用，将一种绿藻培养至指数生长期，并以此为材料，测定了藻细胞在不同条件下的净光合速率(Pn)。 图 1 为光合放氧测定装置的示意图；图 2 是不同 NaHCO3浓度(pH 8.5,25 )条件下测得的Pn曲线图。 请回答下列问题：,(1)通过变换图1中光源，可研究_、_对光合作用的影响。,(2)在测定不同光照对Pn的影响时，如不精确控制温度，则测得的光照与Pn的关系_(填“呈正相关”、“呈负相关”或“难以确定”)。 (3)由于弱碱性的藻培养液中游离CO2浓度很低，藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶(CA)分解水中的HCO3获得CO2。图2中达到最大Pn值的最低NaHCO3 浓度为_；在更高NaHCO3浓度下，Pn不再增加的主要原因有_、_。,(2)在测定不同光照对Pn的影响时，如不精确控制温度，则测得的光照与Pn的关系_(填“呈正相关”、“呈负相关”或“难以确定”)。 (3)由于弱碱性的藻培养液中游离CO2浓度很低，藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶(CA)分解水中的HCO3获得CO2。图2中达到最大Pn值的最低NaHCO3 浓度为_；在更高NaHCO3浓度下，Pn不再增加的主要原因有_、_。,答案 (1)光强 光质 (2)难以确定 (3)120 mgL1 达到了CO2饱和点 CA量有限 (4)CO2(或HCO )供应量不同 CA(细胞)活性变化,技法提炼,1.光合速率的测定方法,(1)条件：整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的条件。 (2)NaHCO3溶液作用：烧杯中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。 (3)植物光合速率测定指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的有色液滴右移。单位时间内有色液滴右移的体积即表示光合速率。,2.光合作用、细胞呼吸实验的设计技巧 (1)实验设计中必须注意三点 变量的控制手段，如光照强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节。 对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。,无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度值”。 (2)典型的方法 “黑白瓶法”：用黑瓶(无光照的一组)测得的为呼吸作用强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为净光合作用强度值，综合两者即可得到真光合作用强度值。 梯度法：用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的装置，可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。,考点四 叶绿体中色素的提取和分离,重点提炼,命题视角,题组一 从色素提取与分离的原理进行考查,题组二 从操作步骤与结果进行考查,重点提炼,1.叶绿体中色素提取和分离的流程,2.叶绿体色素提取和分离实验的异常现象分析 (1)提取液颜色浅的原因 研磨不充分，色素未充分提取出来。 称取绿叶过少或加入95%的乙醇过多，色素浓度小。 未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。 (2)色素带呈弧形的原因是滤纸条未剪去两角。,(3)滤纸条上只有两条色素带，原因是使用的叶片中