江苏省高考生物二轮复习 专题03 细胞的代谢课件.ppt

专题3 细胞的代谢 1 酶在代谢中的作用 b 2 atp在能量代谢中的作用 b 3 光合作用以及对它的认识过程 c 4 影响光合作用速率的环境因素 c 5 细胞呼吸及其原理的应用 b 直击考纲 真题重温 知能回归 典题特训 矫补提升 模型解读 酶的本质 特性及影响因素 判断下列有关酶的叙述 1 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右图所示 由图可知 甲酶不可能是具有催化功能的rna 而乙酶的化学本质为蛋白质 2011 新课标全国 2改编 真题重温 2 同一个体各种体细胞酶的种类相同 数量不同 代谢不同 同一个细胞中 酶的种类和数量不会发生变化 同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 2013 新课标 6a和2013 安徽 2cd 3 高温和低温均能破坏酶的空间结构使其失去活性 如图表示酶活性与温度的关系 当反应温度由t2调到最适温度时 酶活性下降 2009 宁夏 2d 4 酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率 滴加肝脏研磨液可降低过氧化氢的分解反应的活化能而滴加fecl3溶液不能 2011 天津 1b和2013 四川 4bc改编 5 探究温度对酶活性的影响时 将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温 2014 山东 4d 6 若18 时 在不同ph条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图 则在探究三种酶的最适温度的实验中 胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的ph应分别控制在2和8 2012 福建 26改编 1 酶的相关模型构建及解读分析 1 酶的专一性 知能回归 甲模型中 为酶 为底物 为产物 一种酶只能催化一种或一类化学反应 这与酶的空间结构及底物的结构有关 乙模型中 在a反应物中加入酶a 反应速率较未加酶时明显加快 说明酶a能够催化该反应 在a反应物中加入酶b 反应速率与未加酶时相同 说明酶b不能催化该反应 2 酶的高效性 该模型表示酶具有催化作用和高效性 酶只能缩短达到化学平衡所需时间 不改变化学反应的平衡点 酶只能催化自然条件下能发生的化学反应 图甲和图乙显示 温度或ph是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的 在一定温度 ph 范围内 随温度 ph 的升高 酶的催化作用增强 超过这一范围 酶的催化作用逐渐减弱 过酸 过碱 高温都会使酶失活 而低温只是抑制酶的活性 酶分子结构未被破坏 温度升高可恢复活性 3 酶的影响因素 温度和ph 从图丙和图丁可以看出 反应溶液ph 温度 的变化不影响酶作用的最适温度 ph 底物浓度和酶浓度 图甲中op段的限制因素是底物浓度 而p点之后的限制因素有酶浓度和酶活性 图乙对反应底物的要求是底物足量 2 有关酶的本质和生理特性等实验的设计思路 1 若底物选择淀粉和蔗糖 酶溶液为淀粉酶 验证酶的专一性 检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂 不能选用碘液 因为碘液无法检测蔗糖是否被水解 2 若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度 检测试剂宜选用碘液 不应该选用斐林试剂 因斐林试剂需水浴加热 而该实验中需严格控制温度 3 探究酶的适宜温度的实验中不宜选择过氧化氢酶催化h2o2分解 因为底物h2o2在加热的条件下分解会加快 从而影响实验结果 1 坐标曲线 甲图表示的是ph对植物和人的淀粉酶活性的影响 乙图表示的是3种脱氢酶 a b c 的活性受温度影响的情况 下列叙述正确的是 多选 典题特训 a 从甲图可以知道ph 6时植物淀粉酶的活性最高b 从乙图无法知道酶c的最适温度c 从甲图可以知道若ph由酸性变成碱性时淀粉酶的活性逐渐升高d 从乙图可以知道活性温度范围最窄的酶是b 解析温度过高 过酸 过碱都能使酶彻底失活 这种失活是不可逆转的 从甲图可以看出 植物淀粉酶的最适ph在5和6之间 人的淀粉酶的最适ph在7左右 在乙图中酶活性温度范围最窄的是酶b 酶c活性受温度影响的曲线不完整 因此从乙图中无法知道酶c的最适温度 答案bd 2 多因子坐标曲线 啤酒生产时 麦芽中多酚氧化酶 ppo 的作用会降低啤酒质量 因此 制备麦芽的过程中需降低其活性 如图为不同ph和温度对ppo活性影响的曲线 下列叙述正确的是 多选 a ppo能催化多酚类物质的生化反应b 相同温度时 ph为7 8的环境下酶促反应产物比ph为8 4时的少c 在制备麦芽的过程中应将反应条件控制在温度80 ph8 4d 高于90 若ppo发生热变性 一定温度范围内温度越高变性越快 解析ppo为多酚氧化酶 根据酶的专一性 可推知ppo能催化多酚类物质的生化反应 根据图示 在相同温度下 ph为8 4的条件下ppo活性最高 故ph为7 8的环境下酶促反应产物比ph为8 4时的少 由于麦芽中ppo的催化作用会降低啤酒质量 故制备麦芽的过程中ppo活性越低越好 若ppo发生热变性 则在高于90 时 随着温度的升高ppo变性越来越快 答案abd 3 表格类实验 据表分析 下列说法正确的是 注 表中 表示没有添加 a 淀粉酶溶液的用量是无关变量b 两组实验可用于验证酶的专一性c 三组实验可说明温度能影响酶活性d 设计上述实验的目的是探究温度对酶活性的影响 解析从反应温度上看 有0 60 100 三种情况 因此 温度为自变量之一 探究的是温度对酶活性的影响 在每组相同温度条件下均设置了两组实验 底物不同 所用酶的种类相同 因此 底物种类为另一个自变量 验证的是酶的专一性 故d错 淀粉溶液 蔗糖溶液 淀粉酶溶液 碘液的用量均为无关变量 故a对 由于 两组实验温度太低 导致酶基本无活性 反应不能正常进行 故b错 答案a 三组实验根本不能进行 无法进行温度对酶活性影响的探究 故c错 4 新情景信息 细胞代谢中某种酶与其底物 产物的关系如下图所示 下列有关叙述不正确的是 a 酶1与产物b结合后失活 说明酶的功能由其空间结构决定b 酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列c 酶1有两种底物且能与产物b结合 因此酶1不具有专一性d 酶1与产物b的相互作用可以防止细胞生产过多的产物a 解析由图中关系可知 酶1失活后与有活性时相比 空间结构发生了改变 说明酶的功能由其空间结构决定 a正确 答案c 同一种酶 氨基酸种类和数目相同 故酶1的变构位点和活性位点的结构不同是因为氨基酸的序列不同 b正确 从图中可知 酶1只催化两种底物合成产物a的反应 具有专一性 c错误 酶1与产物b结合使酶1无活性 合成产物a的反应会中断 这样可以防止细胞生产过多的产物a d正确 5 实验装置图 如图所示的实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响 先将酶和乳汁分别放入两个试管中 然后将两试管放入同一水浴 温度用 表示 环境中保温15min 再将酶和乳汁倒入同一试管中混合 保温并记录凝乳所需要的时间 经过多次实验 记录在不同温度下凝乳所需要的时间 结果如下表 下列关于该实验的叙述中 错误的是 a 该实验说明酶的活性受温度的影响 40 左右是凝乳酶比较适宜的温度b 将装置a内的混合物加热到40 会发生乳汁凝固c 必须先将酶和乳汁分别保温一段时间 再倒入同一试管中混合 然后保温并记录乳汁凝固所需要的时间d 将装置f内的混合物降温到40 就会发生乳汁凝固 解析由表格中数据可知 在温度为40 时凝乳时间最短 说明凝乳酶活性比较高 但是由于设置的温度间隔较大 不能直接确定40 为凝乳酶的最适温度 可能比其略高或者略低 所以该实验说明酶的活性受温度的影响 40 左右是凝乳酶比较适宜的温度 a正确 装置a内由于温度过低 酶活性受到抑制 所以当将装置a内的混合物加热到40 时 酶活性增强 导致乳汁凝固 b正确 为了避免其他因素的干扰 酶和乳汁必须分别保温一段时间再混合 然后继续保温 c正确 答案d 装置f内由于高温导致酶的结构被破坏而失去活性 即使降温到40 也不会发生乳汁凝固 d错误 6 为了验证ph对过氧化氢酶活性的影响 请根据提供的材料用具 完成下面的实验 并回答有关问题 材料用具 试管 量筒 滴管 试管架 ph试纸 新鲜的质量分数为20 的肝脏研磨液 新配制的体积分数为3 的过氧化氢溶液 质量分数为5 的盐酸溶液 质量分数为5 的氢氧化钠溶液 蒸馏水等 1 实验原理 过氧化氢酶可以使过氧化氢分解成水和氧气 2 实验步骤 如图所示 先在1号 2号 3号试管中各加入2ml新配制的体积分数为3 的过氧化氢溶液 再向1号试管内加入1ml蒸馏水 向2号试管内加入 向3号试管内加入 并振荡试管 1ml 等量的 氢氧化钠溶液 试剂量和试剂名缺一不可 1ml 等量的 盐酸溶液 试剂量和试剂名缺 一不可 向1号 2号 3号试管内各滴入2滴 仔细观察各试管内 并记录 肝脏研磨液 产生气泡的多少 3 实验结果 1号试管内产生的气泡较多 2号和3号 试管内产生的气泡较少 4 通过上述实验 得出的结论是 过氧化氢酶的活性需要适宜的 ph 5 将某一溶液ph直接由1升到10的过程中 过氧化氢酶的活性 原因是 不变 过氧化氢酶已经失去活性 6 在坐标图中画出过氧化氢酶的活性与ph的关系曲线 画出大致趋势即可 答案如图所示 7 要鉴定过氧化氢酶的化学本质 可将该酶液与双缩脲试剂混合 若反应液呈紫色 则该酶的化学本质为 蛋白质 判一判 矫补提升 1 由题1的甲图中两个曲线的差异可以得出人的淀粉酶活性的最适ph比植物的高 2 由题1的乙图分析a b c三种脱氢酶中a酶最适温度最高 3 若在题2图中绘制出温度为85 时ppo活性随ph的变化曲线 其中最高点对应横坐标为8 4 而纵坐标一定比80 低 4 题3中表格中的自变量有两个 分别为温度和底物的不同 5 在题6实验中过氧化氢 肝脏研磨液和盐酸 氢氧化钠使用的先后顺序可以是过氧化氢 盐酸 氢氧化钠 肝脏研磨液 而不能是肝脏研磨液 盐酸 氢氧化钠 过氧化氢 6 过氧化氢酶不能用来探究温度对酶活性的影响 而斐林试剂可用于鉴定麦芽糖酶是否完成对麦芽糖的催化分解 1 依据题2中的相关信息 在下面坐标系中绘出麦芽中多酚氧化酶在ph 8 4时 70 80 90 条件下的曲线 想一想 答案 2 题5中若进一步探究凝乳酶的最适温度 该如何设计实验 请写出简要思路即可 答案在温度30 至50 之间 缩小温度梯度 设置多个实验观察 3 假设题6中实验的温度环境为25 现若将温度降低至5 1号试管的气泡产生量会如何变化 为什么 答案减少 低温抑制过氧化氢酶的活性 4 加热和加催化剂条件下 使过氧化氢分解加快的原理一样吗 答案不一样 前者是使过氧化氢分子得到能量 由常态转变为容易分解的活跃态 而后者是降低了过氧化氢分解反应的活化能 5 如图曲线表示在最适温度下 co2浓度对rubisco酶所催化的化学反应速率的影响 如果自a点开始温度升高5 曲线会发生变化 请画出变化后的曲线 答案 真题重温 知能回归 典题特训 矫补提升 1 判断下列有关atp的叙述 1 atp可以水解为一个核苷酸和两个磷酸 而其合成所需能量由磷酸提供 2007 海南 7bc 2 线粒体内膜 内质网的膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成atp 2012 北京 1改编 真题重温 3 人长时间剧烈运动时 骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成atp的量与安静时相等 2008 天津 6 4 人在寒冷时 肾上腺素和甲状腺激素分泌增多 细胞产生atp的量增加 2008 天津 6 5 细胞质中消耗的atp均来源于线粒体和叶绿体 2008 广东 4d 2 2014 江苏 14 下列生命活动中不需要atp提供能量的是 a 叶肉细胞合成的糖运输到果实b 吞噬细胞吞噬病原体的过程c 淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖d 细胞中由氨基酸合成新的肽链 解析a项 叶肉细胞合成的糖 如葡萄糖 通过主动运输进入果实细胞需要消耗atp 答案c b项 吞噬细胞吞噬病原体依赖膜的流动性 需要消耗atp提供的能量 c项 在适宜的温度 ph条件下 淀粉酶催化淀粉水解 此过程不需要消耗atp提供的能量 d项 氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链需要消耗atp提供的能量 3 2014 大纲 2 atp是细胞中重要的高能磷酸化合物 下列有关atp的叙述 错误的是 a 线粒体合成的atp可在细胞核中发挥作用b 机体在运动时消耗atp 睡眠时则不消耗atpc 在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成atpd 植物根细胞吸收矿质元素离子所需的atp来源于呼吸作用 解析a项 细胞核中无法进行呼吸作用 它所需要的atp主要由细胞质中的线粒体提供 答案b b项 atp是生命活动的直接能源物质 机体时刻都在消耗atp c项 有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质中进行 均有atp形成 d项 根细胞吸收矿质元素离子主要是通过主动运输的方式进行的 其消耗的能量来源于呼吸作用产生的atp 1 atp的结构 功能 转化及形成途径 图解 知能回归 2 对atp认识的几个误区 1 误认为atp与adp相互转化完全可逆 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 能量方面来看是不可逆的 即从整体上来看二者的转化并不可逆 但可以实现不同形式的能量之间的转化 保证生命活动所需能量的持续供应 2 误认为atp等同于能量 atp是一种高能磷酸化合物 其分子式可以简写为a p p p 高能磷酸键水解时能够释放出高达30 54kj mol的能量 所以atp是与能量有关的一种物质 不可将两者等同起来 3 误认为atp转化为adp不消耗水 atp转化为adp又称 atp的水解反应 这一过程需atp酶的催化 同时也需要消耗水 凡是大分子有机物 如蛋白质 脂肪 淀粉等 的水解都需要消耗水 1 下图是人体细胞代谢部分简图 图中甲表示atp 下列有关叙述正确的是 多选 典题特训 a 甲 乙 丙 丁过程中 起催化作用的酶空间结构都相同b 丙是rna的基本组成单位之一c 丁由腺嘌呤和核糖组成 而戊可用于甲的合成d 在红细胞吸收葡萄糖时 细胞中乙的含量会显著增加 解析甲 乙 丙 丁表示atp的逐步水解 每一次水解反应的酶都不同 故a错误 答案bc 丙为a p a是腺苷 由1分子核糖和1分子腺嘌呤构成 加上1分子磷酸 构成1分子腺嘌呤核糖核苷酸 故b正确 丁表示腺苷 由腺嘌呤和核糖组成 戊表示磷酸 是atp的组成成分 故c正确 红细胞吸收葡萄糖为协助扩散 不需要消耗atp 故乙 adp 的含量不会增加 故d错误 2 新情景信息 酶是细胞代谢不可缺少的催化剂 atp是一切生命活动的直接能源物质 如图是atp中磷酸键逐级水解的过程图 以下说法正确的是 多选 a 代表的物质是adp 是腺嘌呤核糖核苷酸b 释放能量最少的过程是 c 若要探究酶b的最适ph 应在中性左右设置实验自变量d 植物叶肉细胞中 线粒体内合成的atp比叶绿体内合成的atp用途广泛 解析图示 为adp 为amp 为a 腺苷 为磷酸基团 为水解过程中释放的能量 酶a 酶b和酶c分别为将atp逐步水解的酶 atp中腺苷 a 与第一个磷酸基团连接的是普通化学键 含有的能量最少 与高能磷酸键相比 所以释放能量最少的过程是 水解过程会产生磷酸 所以若要探究酶b的最适ph 实验自变量应在偏酸性范围内 植物叶肉细胞内 叶绿体内合成的atp用于暗反应 能量转移到有机物中 而线粒体内合成的atp可用于植物体的各项生命活动 答案bd 3 2013 海南 4 关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述 错误的是 a dna复制需要消耗能量b 光合作用的暗反应阶段需要消耗能量c 物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗atpd 细胞代谢所需的atp可在细胞质基质中产生 解析dna复制需要能量 光反应为暗反应提供atp 故暗反应需要能量 细胞呼吸的第一阶段产生atp 而第一阶段就发生在细胞质基质中 故a b d正确 协助扩散为被动运输 不需要能量 所以c错误 答案c 4 组合选择 atp在生物体的生命活动中发挥着重要的作用 下列有关atp的叙述 不正确的有 人体成熟的红细胞 蛙的红细胞 鸡的红细胞中均能合成atp 若细胞内k 浓度偏高 为维持k 浓度的稳定 细胞消耗atp的量增加 atp中的 a 与构成dna rna中的碱基 a 不是同一物质 质壁分离和复原实验过程中不消耗atp atp中的能量可以来源于光能 化学能 也可以转化为光能和化学能a 0项b 1项c 2项d 3项 解析所有细胞都能合成atp k 进入细胞是主动运输 消耗能量 atp中的 a 是腺嘌呤和核糖 dna和rna中的 a 只代表腺嘌呤 质壁分离和复原实验过程不消耗atp atp中的能量可以来源于光能 化学能 也可以转化为光能和化学能 答案a 5 新情景综合应用 研究证实atp既是细胞内流通的 能量货币 也可作为神经细胞间信息传递的一种信号分子 其作为信号分子的作用机理如图所示 请分析回答 1 神经细胞中的atp主要来自 生理过程 其结构简式是 正常成年人安静状态下24h有40kgatp发生转化 而细胞内adp atp的浓度仅为2 10mmol l 为满足能量需要 人体解决这一矛盾的合理途径是 呼吸作用 2 由图可知 细胞间隙中的atp在有关酶的作用下 磷酸基团逐个脱离下来 最后剩下的是 a p p p atp和adp相互迅速转化 腺苷 3 一些神经细胞不仅能释放典型神经递质 还能释放atp 两者均能引起受体细胞的膜电位变化 据图分析 科学家当初推测atp可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是 科学家用化学物质阻断 后 发现靶细胞膜能接受到部分神经信号 科学家寻找到靶细胞膜上有atp的 典型神经递质在神经细胞间的信息传递 受体 4 为了研究x物质对动物细胞的影响 某研究小组用不同浓度的x物质将细胞处理24h 然后测量各组细胞内atp的浓度和细胞死亡的百分率 经过多次实验后 所得数据如下表所示 该实验的因变量是 实验数据表明 该实验因变量之间的联系是 若用混有浓度为2ng ml 1的x物质的饲料饲喂大鼠 其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是阻碍消化酶的 影响消化 妨碍 影响营养物质的吸收 细胞内atp的浓度和细胞死亡的 百分率 细胞内 atp浓度下降 能量供应减少 细胞死亡率增加 合成和分泌 主动运输 1 题1中甲 乙 丙 丁表示atp的逐步水解过程 每次水解反应的酶都不同 其中丙为腺嘌呤脱氧核苷酸 2 题1中葡萄糖以协助扩散的方式进入哺乳动物成熟的红细胞内部 会被氧化分解成二氧化碳和水 同时释放能量 矫补提升 判一判 3 题2中叶绿体和线粒体内合成的atp 所用于的生理过程是不同的 4 植物的根尖细胞中产生atp的场所有细胞质基质 线粒体和叶绿体 5 神经细胞的静息电位和动作电位的形成分别与k 外流和na 内流有关 且两过程中都消耗atp 6 在题5的图示中 atp adp amp 转化发生的场所在组织液中 答案肌细胞进行无氧呼吸 合成的atp少 想一想 1 研究发现 剧烈运动时肌细胞缺氧 葡萄糖消耗增加 但atp的生成量没有明显增多 原因是什么 2 绘出生物细胞atp产生量与氧气供给量之间的关系曲线图 答案 真题重温 知能回归 典题特训 矫补提升 模型解读 光合作用和细胞呼吸原理及关系图解 真题重温 3 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 2009 浙江 4c 4 将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内 在适宜条件下光照培养 随培养时间的延长 玻璃容器内co2浓度可出现的变化趋势是降低至一定水平时保持相对稳定 2012 海南 8c 5 大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时 若突然停止co2供应 短时间内叶绿体中c5和atp含量都会升高 2013 山东 25节选 2 判断下列关于呼吸作用的叙述 1 细胞呼吸必须在酶的催化下进行 2009 全国 1a 2 有氧呼吸产生的 h 在线粒体基质中与氧结合生成水 无氧呼吸不需要o2的参与 该过程最终有 h 的积累 2010 课标全国 2改编 3 下图为细胞呼吸作用的过程 其中物质甲 乙分别代表丙酮酸 h 而场所1 2 3所含酶的种类不同 只有场所3能产生大量atp 2012 江苏 23改编 4 如图为细胞内糖分解代谢过程 则植物细胞能进行过程1和3或过程1和4 真核细胞的细胞质基质中能进行过程1和2 动物细胞内 过程2比过程1释放的能量多 乳酸菌细胞内 过程1产生 h 过程3消耗 h 2011 海南 4改编 1 光合作用和细胞呼吸关系图解 知能回归 2 光合作用与细胞呼吸过程中 h 和atp的来源和去向归纳 3 光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系 4 改变条件后c3 c5 h atp的含量及 ch2o 合成量变化分析光照强度和二氧化碳浓度突然改变后c3 c5 h atp的含量及 ch2o 合成量的动态变化时要将光反应和暗反应过程结合起来分析 从具体的反应过程提炼出模型 来路 某物质 去路 分析其来路和去路的变化来确定含量变化 如下面四幅模型图 1 过程示意图 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 典题特训 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h2od 过程 和 中均能产生 h 二者还原的物质不同 解析过程 分别是有氧呼吸 光合作用 a项 在有线粒体的真核生物细胞中 过程 发生的场所是细胞质基质和线粒体 过程 只发生在叶绿体中 而在原核细胞中 过程 都发生在细胞质基质中 b项 过程 通过有氧呼吸氧化分解有机物 释放的能量一部分以热能形式散失 一部分转移至atp中 c项 过程 产生的 ch2o 中的氧全部来自co2 而不是来自h2o h2o中的氧在光反应过程中通过水的光解产生o2 答案d d项 过程 的第一 二阶段产生的 h 用于第三阶段还原o2 生成h2o 过程 通过光反应产生的 h 用于暗反应还原c3 因此二者还原的物质不同 2 隐性考查过程图 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 解析正常生长的绿藻 照光培养一段时间 说明绿藻可以正常进行光合作用 用黑布遮光后 改变了绿藻光合作用的条件 此时光合作用的光反应停止 光反应的产物o2 atp和 h 即nadph 停止产生 所以a c d项所叙述现象会发生 光照停止 暗反应中c3还原受影响 c5减少 co2的固定减慢 b项所叙述现象不会发生 答案b 3 原理判断类 2014 新课标 6 关于光合作用和呼吸作用的叙述 错误的是 a 磷酸是光反应中合成atp所需的反应物b 光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与c 人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供d 病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量 解析a项 光合作用的光反应中有atp的合成 需要原料adp和磷酸 b项 光合作用中叶绿素吸收并转化光能的过程与酶的催化作用无关 c项 乳酸是无氧呼吸的产物 在人体内不能继续分解供能 人体在剧烈运动时所需的能量是由葡萄糖分解提供的 d项 病毒无独立的代谢系统 病毒核酸的复制所需要的能量由宿主细胞的呼吸作用提供 答案c 4 过程示意图 如图是某植物叶肉细胞中光合作用与细胞呼吸过程中相关物质变化示意图 下列叙述不正确的是 多选 a 过程发生于线粒体中b 光合作用与细胞呼吸产生的 h 均用于产生水c 当该细胞中 过程强度大于 过程时 则该植株一定表现为正常生长d 过程产生的 h 参与暗反应中三碳化合物的氧化 解析分析图可知 表示 h 形成水的过程 发生在线粒体内膜 属于有氧呼吸的第三阶段 a正确 光合作用过程中产生的 h 用于暗反应中c3的还原 b错误 图中 指的是水的光解 当水的光解强度大于水的形成时 植株不一定表现生长 水的光解速率快 而有机物的合成不一定快 c错误 h 作为还原剂参与三碳化合物的还原 d错误 答案bcd 5 过程示意图 如图是植物体内两个有着相互联系的生理过程 有关叙述正确的是 多选 a 甲 乙过程分别发生在植物细胞的叶绿体和线粒体中b 乙过程也能产生 h 与甲过程中产生的 h 不相同c 乙过程产生的co2 h2o可用于甲过程 促进 ch2o 的生成d 两过程产生的atp利用途径相同 解析甲过程为光合作用 发生在植物细胞的叶绿体中 乙过程为有氧呼吸 场所为细胞质基质和线粒体 甲过程中产生的 h nadph 与乙过程中产生的 h nadh 并不相同 有氧呼吸产生的co2 h2o可用于光合作用 光合作用过程中产生的atp用于暗反应 有氧呼吸过程中产生的atp用于各种生命活动 答案bc 6 综合应用 图一表示一个番茄叶肉细胞内发生的部分代谢过程 图中 表示反应过程 a l表示细胞代谢过程中的相关物质 a b c表示细胞的相应结构 图二中t0 t1表示在适宜条件下生长的番茄幼苗的结构a中的某两种化合物 b c e或f t1 t3表示改变某个条件后两种化合物含量的变化 请据图回答下列问题 1 图中 过程发生的场所分别是 和 过程中产生能量最多的是 叶绿体类囊体薄膜 2 h进入b的条件是 当环境条件适宜 g i d k时 该细胞的代谢特点是 线粒体内膜上 有氧气存在 光合作用强 度等于细胞呼吸强度 3 在一定条件下 当g i d k时 产生atp的场所有 若用含有18o的水浇灌番茄 则番茄周围空气中含有18o的物质有 细胞质基质 线粒体和叶绿体 4 若图二中 在t1时刻突然降低co2浓度 则物质甲 乙分别指的是 乙升高的原因是 若t1时刻突然降低光照强度 则物质甲 乙又分别指的是 c5和 h 由于c3生成 减少 暗反应消耗的 h 和atp相应减少 而光反应仍产生 h adp和c3 1 题1中 过程均可发生在蓝藻细胞中 且发生场所分别为线粒体和叶绿体 2 题1中 过程发生的能量转换形式为光能 活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 3 题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c5的含量减少 矫补提升 判一判 4 题3中叶绿体的类囊体薄膜上发生各种物质变化均需要酶的参与 并伴随着能量的转换 5 题3中人体在剧烈运动时 细胞中atp与adp的含量难以达到动态平衡 6 题3中病毒核酸的复制需要的模板 原料 酶和能量均由宿主细胞提供 9 题4图中有 过程发生而没有 过程发生时 该细胞所处的生理状态一定是光合作用强度等于细胞呼吸强度 10 题5中若将发生乙过程的细胞器从细胞中提取出来 置于清水中 则其内膜破裂早于外膜 7 题4中 过程的 h 并非全部来自于线粒体基质 过程 中的 h 从类囊体薄膜移向叶绿体基质 8 题4中若温度下降可引起过程 的反应速率下降 但若停止光照 则 过程发生 过程不发生 答案光合作用强度大于细胞呼吸强度 水的光解 蒸腾作用 有氧呼吸的第二阶段等 想一想 1 题6中在一定条件下 当g i d k时的代谢特点是什么 列举水所参与的过程 答案a是通过囊状结构堆叠而成的基粒增大膜面积 从而为光反应提供场所 b是内膜通过向腔内折叠成嵴结构 增大膜的面积 2 题6中a b两结构增大膜面积的方式有何不同 3 题6中若某种生物细胞中没有结构a和b 则图一所示过程能否发生呢 答案不一定 该细胞若是蓝藻细胞 则可以发生图示过程 光合作用和细胞呼吸 4 如图是在光照等适宜条件下 将培养在co2浓度为1 环境中的某植物迅速转移到co2浓度为0 003 的环境中 其叶片中c3和c5化合物微摩尔浓度的变化趋势 则 答案当co2浓度突然降低时 c5化合物的合成速率不变 消耗速率却减慢 导致c5化合物积累 图中物质b浓度升高的原因是什么 若使该植物继续处于co2浓度为0 003 的环境中 c3和c5浓度达到稳定时 物质a和b的浓度大小关系如何 答案物质a的浓度将高于b 真题重温 知能回归 典题特训 矫补提升 模型解读 影响光合作用和细胞呼吸的因素及相关的坐标曲线 1 判断下列关于影响光合作用的因素及相关曲线的叙述 1 番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后 光反应强度会降低 暗反应强度也降低 2011 新课标 3改编 2 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 2009 浙江 4d 真题重温 3 如图是夏季晴朗的一天 甲 乙两株同种植物在相同条件下co2吸收速率的变化 则甲植株在a点开始进行光合作用 乙植株在e点有机物积累量最多 曲线b c段和d e段下降的原因相同 2012 山东 2改编 4 如图表示初夏某天在遮光50 条件下 温度 光照强度 该植物净光合速率和气孔导度 气孔张开的程度 的日变化趋势 8 00到12 00光照强度增强而净光合速率降低 主要原因是呼吸速率增强 光合速率与呼吸速率的差值减小 2014 山东 26节选 5 如图是在适宜条件下 某研究小组测得某植物叶片遮光前吸收co2的速率和遮光 完全黑暗 后释放co2的速率随时间变化趋势 若提高温度 降低光照 则图形 a 的面积变小 图形 b 的面积增大 2013 大纲 31改编 2 判断下列关于细胞呼吸相关影响因素及曲线分析 1 无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜 2009 浙江 4a 2 如图为不同培养阶段酵母菌种群数量 葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线 在t1 t2时段 单位时间内酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有酵母菌进行无氧呼吸 产生的能量少和酵母菌种群数量增多 2011 江苏 26 3 改编 3 现有等量的a b两个品种的小麦种子 将它们分别置于两个容积相同 密闭的棕色广口瓶内 各加入适量 等量 的水 在25 的条件下 瓶内o2含量变化如图所示 在t1 t2期间 a b种子释放co2的量的变化趋势是逐渐增加达到最大再逐渐减少 2009 安徽 29 1 改编 1 影响光合作用的因素的相关曲线解读 1 光照强度 知能回归 原理 影响光反应阶段atp h 的产生 进而制约暗反应 d和p点的限制因素 外因有温度 co2的供应量 内因有色素含量 酶的数量和活性 c5的含量 应用 大棚内适当补充光照 延长光照时间 通过轮作延长全年内单位土地面积上植物光合作用的时间 2 co2浓度 原理 影响暗反应阶段c3的生成 分析 b和p点的限制因素 外因有温度和光照强度 内因有酶的数量和活性 c5的含量 色素含量 应用 大田中可通过 正其行 通其风 增加空气流通 温室中可增施有机肥 以增加co2的浓度 3 温度 原理 通过影响酶的活性而影响光合作用 分析 p点对应的温度为进行光合作用的最适温度 应用 温室中可适当增加昼夜温差 保证植物有机物的积累 2 影响细胞呼吸因素的相关曲线解读 1 温度 如图甲 原理 影响酶活性 实践应用 在零上低温下储存蔬菜 水果 在大棚蔬菜的栽培过程中 通过增加昼夜温差以减少有机物的消耗 提高产量 2 o2浓度 如图乙 原理 无氧呼吸时氧气起抑制作用 有氧呼吸时第三阶段需要氧气 实践应用 常利用降低氧的浓度抑制细胞呼吸 减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜 水果的保鲜时间 3 含水量 如图丙 原理 水作为有氧呼吸的原料和环境影响细胞呼吸速率 实践应用 粮食在收仓前要进行晾晒处理 干种子萌发前进行浸泡处理 1 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 典题特训 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 解析a项 当光照强度为0时 植物只进行细胞呼吸 由坐标图中数据可知 桑树间作时的呼吸强度比单作时的大 大豆间作时的呼吸强度比单作时的小 b项 由坐标图中数据可知 与单作相比 间作时桑树光合作用的光饱和点增大 大豆光合作用的光饱和点减小 c项 由坐标图中数据可知 在较低光照强度范围内 大豆间作时的光合速率比单作时增强 在较高光照强度范围内 大豆间作时的光合速率比单作时减弱 d项 由坐标图中数据可知 单作时大豆开始积累有机物时的最低光照强度大于间作时的 答案d 2 有氧运动 近年来成为一个很流行的词汇 得到很多学者和专家的推崇 它是指人体吸入的氧气与需求相等 达到生理上的平衡状态 如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗率的关系 结合所学知识 分析下列说法正确的是 多选 a ab段为有氧呼吸 bc段为有氧呼吸和无氧呼吸 cd段为无氧呼吸b 运动强度大于c后 肌肉细胞co2的产生量将大于o2消耗量c 无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失 少部分储存在atp中 还有部分储存于有机物中d 若运动强度长期超过c 会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力 解析由图可知ab段有乳酸 乳酸是无氧呼吸的产物 ab段应该就有无氧呼吸 bc段无氧呼吸速率增加 cd段有氧呼吸速率不再增加 但无氧呼吸速率较大 故a错误 答案cd 运动强度大于c后肌肉细胞无氧呼吸比值较大 但其不产生二氧化碳 有氧呼吸产生的二氧化碳和氧气消耗量相同 故b错误 无氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失 少部分储存在atp中 还有大量能量储存于有机物中未释放出来 故c正确 若运动强度长期超过c 人体的自我调节能力是有限的 会因为乳酸大量积累而使肌肉出现酸胀乏力的现象 故d正确 3 两棵基本相同的植物 分别置于透明的玻璃罩内 如图甲 乙所示 在相同自然条件下 测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙 丁曲线所示 下列说法正确的是 a ab段和cd段 曲线下降的原因相同b e点时 气孔关闭导致光合作用基本停止c 一昼夜中 装置乙中植物积累的有机物多d 14点时 装置甲的植物叶绿体中三碳化合物含量相对较高 解析ab段下降是因为co2浓度下降 暗反应速率下降 cd段下降是因为光照强度下降 光反应速率下降 故a错误 e点氧气释放速率大于0 说明光合作用速率大于呼吸作用速率 故b错误 答案c 甲中14点时 气孔关闭 co2不足 二氧化碳的固定速率减弱 而c3的还原速率不变 导致c3含量降低 故d错误 有机物的积累量可以根据氧气的释放量多少来体现 丙 丁两图中横轴以下的面积相同 而丁图横轴以上的面积大于丙图 所以氧气的净释放量 横轴以上面积 横轴以下面积 大于丙图 说明乙植物积累的有机物比甲多 故c正确 4 甲图表示绿色植物叶肉细胞中的部分结构 表示物质 乙图表示该植物叶片co2吸收量随光照强度逐渐增加的变化曲线 s1 s2 s3分别表示所属范围的面积 丙图表示在恒温密闭玻璃温室内 连续48小时测定室内co2浓度及植物co2的吸收速率 据图回答下列问题 1 叶绿体中的色素分布于 上 提取绿叶中的色素时 为保护色素 要加入的化学药品是 其中叶绿素主要吸收 光 解析叶绿体中的色素分布于类囊体 基粒 膜上 提取色素时为保护色素 往往要加入碳酸钙 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 类囊体 基粒 膜 caco3 红光和蓝紫 2 甲图中 在供给植物co2后的60秒内 相隔不同时间取样 杀死细胞并分析细胞代谢产物 发现7秒后的代谢产物多达12种 而5秒内的代谢产物主要是一种物质 该物质最可能是 填图中序号 解析根据图甲及卡尔文循环 甲图中 为c5化合物 为c3化合物 为atp及 h 为adp pi 为水 为氧气 co2最先和c5结合固定到c3里面 所以 c3是最早出现放射性的地方 之后c3变成各种化合物 3 若该绿色植物长时间处于黑暗状态 则甲图 的循环 能 不能 进行 原因是 解析根据光合作用过程 如果该植物长期处于黑暗状态 因为缺少光反应产生的 h 和atp 则卡尔文循环不能进行 不能 没有光反应提供 的atp和 h 暗反应不能进行 4 当光照强度处于乙图中的d点时 甲图中 的去向是 解析乙图中当植物处于d点时 植物光合作用大于呼吸作用 故甲图中光合作用产生的 氧气一方面满足线粒体有氧呼吸的需求 另一方面扩散到外界环境 扩散到线粒体和外界 5 乙图中0 d间此幼苗呼吸作用消耗有机物的量为 光合作用有机物的净积累量为 用s1 s2 s3表示 解析根据乙图 光照强度为0时 绿色植物只进行细胞呼吸 故a点放出的co2表示呼吸作用的强度 随着光照强度的增加呼吸强度是不变的 所以0 d时间段内 呼吸作用消耗的总量就是横线下面矩形的面积 即s1 s3 s1表示光照强度由0 b时光合作用的净积累量 为负 s2表示 光照强度由b d时的光合作用有机物的净积累量 s1 s3表示0 d时段绿色植物呼吸作用消耗的有机物量 s2 s3表示光合作用产生的有机物总量 所以当光照强度由0 d时 绿色植物呼吸作用消耗的有机物量为s1 s3 光合作用的净积累量为s2 s1 答案s1 s3s2 s1 6 丙图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间有 个 叶绿体吸收co2速率最大的时刻是第 小时 前24小时比后24小时的平均光照强度 解析图中虚线是在恒温密闭环境中测得的二氧化碳吸收速率 当吸收速率为零时 表示植物不从外界吸收二氧化碳 此时光合作用所需的所有二氧化碳全由呼吸作用提供 所以此时呼吸速率与光合速率相等 即在6 18 30 42时 呼吸速率与光合速率相等 据曲线分析 co2吸收速率最大时对应的时间是36h 因此 叶绿体利用co2速率最大的时刻是36h时 由曲线图看出 前24小时比后24小时的平均co2吸收速率低 因此 前24小时比后24小时的平均光照强度弱 答案436弱 7 如果使用相同强度绿光进行实验 丙图中c点的位置将 填 上移 下移 或 不变 解析因为植物对绿光几乎不吸收 故如用绿光进行实验 则植物光合作用强度下降 而呼吸作用强度不变 故室内co2浓度上升 即c点上移 上移 5 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a b之间时 曲线 表示了净光合速率随co2浓度的增高而增高 解析根据曲线图可知 当co2浓度为a时 高光强下 曲线a 该植物的净光合速率为0 分析坐标图中曲线的走势可以看出 当co2浓度在a b之间时 曲线a b和c的净光合速率都随着co2浓度的增高而增高 0a b c 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 解析由题图可知 影响净光合速率的因素为co2浓度和光强 当co2浓度大于c时 由于受光强的限制 光反应产生的 h 和atp不足 暗反应受到限制 曲线b和c的净光合速率不再增加 光强 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 解析当环境中的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 大于 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 解析据图可推测 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 光强 判一判 矫补提升 1 题1中在大豆的间作和单作曲线的交点所对应的光照强度下 间作和单作时大豆制造有机物的速率相同 2 题1中相对于单作 间作时桑树光饱和点增大 大豆光饱和点减小 但在光饱和点时 二者光合作用总强度都增强 3 题2中运动强度大于c后 肌肉细胞co2的产生量可能等于o2消耗量 但是每摩尔葡萄糖生成atp的量比ac阶段少 4 题3中丙图的ab段和丁图的cd段曲线下降的原因分别是co2浓度下降和光照强度下降 5 题3中甲装置中10时的氧气浓度要比18时的氧气浓度高 6 题4中当光照强度处于乙图中的b点时 甲图中 的去向是扩散至线粒体 7 题4中提取绿叶中的色素时 所用提取液可以为无水乙醇 而分离色素所用的方法为纸层析法 8 题4图丙中经过连续48h的培养 与0h时相比 48h时该植物的有机物量增多了 1 题4图丙中由12时到18时 自变量是什么 因变量是什么 由12时到18时叶绿体内c3含量变化如何 答案光照强度 时间 因变量为室内co2浓度和co2吸收速率 增加 想一想 2 若题4中乙图是在光合作用的最适温度25 条件 测得绘制的曲线 现若将温度提高至细胞呼吸最适温度30 再测得数据绘制曲线 则图中的a b c d四点该如何移动呢 若环境缺少镁呢 答案前者a点下移 b点右移 c点左下移 d点左移 后者a点不动 b点右移 c点左下移 d点左移 3 某植物在停止供水和恢复供水条件下 气孔开度 气孔开放程度 与光合速率的变化如图所示 则在适宜的温度下 图中a点与b点相比 哪个点的光饱和点低 其原因是什么 答案b 气孔开度降低 co2吸收减少 真题重温 知能回归 典题特训 矫补提升 光合作用与细胞呼吸的相关计算规律整合 1 2007 山东 8改编 以测定的co2吸收量与释放量为指标 研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响 结果如图所示 下列分析正确的是 真题重温 a 光照相同时间 35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等b 光照相同时间 在20 条件下植物积累的有机物的量最多c 温度高于25 时 光合作用制造的有机物的量开始减少d 其他条件不变 光照强度适当增强时 两曲线的交点将向左下方移动 解析分析题意与图像可知 图中的虚线代表净光合作用 实线代表呼吸作用 在光照下 光合作用制造的有机物总量 真光合作用量 呼吸作用消耗的有机物量 呼吸量 有机物的净积累量 净光合作用量 即某温度下图中实线所对应的量加上虚线所对应的量就是真光合作用量 读取图中20 25 30 35 等温度下对应的co2的吸收量与释放量 根据上面的等式关系可以推断出 光照相同 时间 35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等 光照相同时间 在25 条件下植物积累的有机物的量最多 温度高于25 时 有机物的净积累量开始减少 两曲线的交点表示某温度时 有机物的净积累量与呼吸作用消耗的有机物的量相等 当其他条件不变 光照强度适当增强时 净光合作用量增大 两曲线的交点将向右上方移动 答案a 2 2012 上海 五 节选 如表为某地夏季晴朗的某天 玉米和花生净光合速率测定值 假设用表中11 00对应的光照强度连续照射两种作物10分钟 则玉米积累的葡萄糖总量比花生多 mg m2 解析从外界吸收的co2与植物积累的葡萄糖的量是相对应的 两者物质的量之比为1 6 由表可知每小时每平方米玉米比花生多吸收co2的物质的量为72mmol 所以在10分钟内玉米多吸收co212mmol 产生的葡萄糖为2mmol 即360mg m2 答案360 3 2012 新课标 29 将玉米种子置于25 黑暗 水分适宜的条件下萌发 每天定时取相同数量的萌发种子 一半直接烘干称重 另一半切取胚乳烘干称重 计算每粒的平均干重 结果如图所示 若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳 据图回答下列问题 1 萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成 再通过 作用为种子萌发提供能量 解析解答本题的突破点 正确分析坐标曲线的生物学含义 随着时间的延续