高考生物一轮复习 第3单元 细胞的能量供应和利用课件 新人教版1.ppt

第8讲酶与atp第9讲细胞呼吸第10讲能量之源 光与光合作用考能专项提升2细胞的能量供应和利用 目录 第三单元细胞的能量供应和利用 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 1 教学建议 1 用比较法学习酶的特性及相关实验设计 通过与无机催化剂的特点进行对比来理解酶的特性 与酶特性相关的实验要对其原理 步骤 结果进行比较 掌握与酶的相关实验设计 2 对atp知识的复习 应注意与光合作用 细胞呼吸过程进行联系 在具体的细胞代谢活动 如光反应 暗反应 有氧呼吸的各个阶段中理解atp和adp的相互转化及意义 增强知识的综合运用能力 使用建议 返回目录 3 运用图文转化 比较学习法复习光合作用与细胞呼吸 对光合作用和细胞呼吸的复习 可以结合图文将过程形象化 同时对这两个过程的场所 物质与能量转化 原理的应用等方面进行比较 并通过光合作用与细胞呼吸强度及影响因素的具体方法和实例强化实验与探究能力 4 重视坐标曲线图的分析 曲线图形式考查影响酶活性 光合作用 细胞呼吸的因素是本单元重要的命题方式 在复习过程中结合具体例题 加强训练教会学生曲线分析题的解答方法 2 课时安排 本单元分为3讲 建议用9课时完成 每讲2课时 单元卷 滚动卷和讲评各1课时 使用建议 第8讲酶与atp 返回目录 返回目录 1 酶在代谢中的作用 2 atp在能量代谢中的作用 3 实验 探究影响酶活性的因素 考纲要求 第8讲酶与atp 知识梳理 一 酶的作用和本质1 酶的作用 酶在细胞代谢中具有 作用 2 酶的作用机理 1 活化能 分子从 转变为容易发生化学反应的 所需要的能量 2 作用机理 降低化学反应所需要的 返回目录 催化 常态 活跃状态 活化能 第8讲酶与atp 3 酶的本质 酶是 产生的具有催化作用的有机物 绝大多数酶是 少数是 导思 能催化酶发生水解的酶是什么酶 请翻阅教材必修1p80 酶的本质 返回目录 活细胞 蛋白质 rna 第8讲酶与atp 二 酶的特性1 酶的催化效率大约是无机催化剂的107 1013倍 2 专一性 每一种酶只能催化 化学反应 3 作用条件较温和 都会使酶遭到破坏 使酶永久失活 在低温下 酶的活性 但不会失活 导思 人体内各种消化酶的最适ph分别是多少 请翻阅教材必修1p83 影响酶活性的条件 返回目录 高效性 一种或一类 高温 过酸 过碱 降低 第8讲酶与atp 三 atp的结构 功能和转化 返回目录 直接 a p p p 能量 吸能 放能 第8讲酶与atp 导思 atp中字母 a t p 代表的意义分别是什么 请翻阅教材必修1p88 atp分子中具有高能磷酸键 返回目录 网络构建 返回目录 第8讲酶与atp 基础自测 判断正误 对的打 错的打 1 2012 北京卷 线粒体的内膜 叶绿体中进行光反应的膜结构 内质网的膜都是合成atp的部位 解析 线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所 有atp合成 光合作用的光反应过程也有atp的合成 内质网主要进行合成代谢 该处只能消耗atp 2 2012 海南卷 淀粉酶溶液中加入淀粉溶液不可能导致淀粉酶活性发生变化 解析 酶在化学反应中化学本质和数量不会发生变化 返回目录 第8讲酶与atp 3 2012 福建卷 一定条件下单位时间内底物消耗量 或产物生成量 可以表示酶催化效率高低 解析 酶催化效率可用一定时间内底物消耗量或产物生成量来表示 4 2011 课标全国卷 有的酶能在蛋白酶作用下分子结构发生改变而失去活性 解析 化学本质为蛋白质的酶在蛋白酶的作用下会发生水解 分子结构发生改变 从而失去活性 5 2011 天津卷 酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率 解析 酶的作用原理是降低化学反应所需要的活化能 而不能为反应物供能 返回目录 第8讲酶与atp 6 2010 山东卷 溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的 解析 溶酶体中的水解酶其本质是蛋白质 蛋白质是由核糖体合成的 7 人在饥饿时 细胞中atp与adp的含量难以达到动态平衡 解析 细胞内atp含量很少 atp和adp处于动态转化平衡中是人体实现稳态的前提 返回目录 第8讲酶与atp 考点一酶的化学本质与作用1 酶的本质和作用 返回目录 第8讲酶与atp 警示 一般来说 活细胞都能产生酶 但也有例外 如哺乳动物成熟红细胞没有细胞核 也没有众多细胞器 红细胞一旦成熟 将不再合成酶 酶发挥作用需要适宜的外界条件 与场所无关 返回目录 第8讲酶与atp 2 酶的化学本质 催化作用和高效性的实验验证 1 酶是蛋白质的实验验证待测酶液紫色反应 该酶是蛋白质 2 酶的催化作用及高效性的实验验证 实验原理 2h2o22h2o o2 返回目录 第8讲酶与atp 实验设计与现象 对照组 h2o2溶液在常温下几乎不分解 实验结论 1 酶具有催化作用 同无机催化剂一样都可加快化学反应速率 2 酶具有高效性 同无机催化剂相比 酶的催化效率更高 返回目录 第8讲酶与atp 例1下列关于酶的叙述 不正确的是 a 酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物b 酶的催化作用具有专一性和高效性c 过酸 过碱的外界条件都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性d 酶的组成元素均为c h o n 返回目录 第8讲酶与atp 答案 d 解析 酶是活细胞产生的具生物催化功能的有机物 酶的催化具有高效性 专一性及作用条件温和等特性 大多数酶的化学本质是蛋白质 极少数的酶为rna rna的组成元素应为c h o n p 故d选项不正确 点评 本题综合考查酶的本质 作用特点 影响因素 本题易错的原因是对酶的化学本质掌握不扎实 返回目录 第8讲酶与atp 探究 能产生激素的细胞一定能合成酶吗 能合成酶的细胞一定能产生激素吗 能产生激素的细胞一定能合成酶 能合成酶的细胞不一定能产生激素 返回目录 第8讲酶与atp 变式题 2013 合肥月考 酶在酶促反应中能催化特定的底物反应 与酶的活性中心有关 酶的活性中心往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系 当酶与底物结合时 启动化学反应的发生 下列与图示反应类型相符的生理过程是 返回目录 第8讲酶与atp 图3 8 1 a 核糖体上多肽链的合成b 叶绿体内二氧化碳的固定c 线粒体内 h 的氧化d 肝细胞内过氧化氢的分解 答案 d 解析 酶在反应前后结构不变 从底物和产物的比较可以看出 底物分解产生了两种物质 符合条件的是d项中过氧化氢的分解 产物是水和氧气 返回目录 第8讲酶与atp 考点二与酶有关的曲线解读1 关于酶作用特性的图解 1 高效性 如图3 8 2 催化剂可加快化学反应速率 与无机催化剂相比 酶的催化效率更高 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 返回目录 第8讲酶与atp 图3 8 2 图3 8 3 2 专一性 如图3 8 3 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催化底物a反应 在a反应物中加入酶b 反应速率和未加酶时相同 说明酶b不催化底物a反应 返回目录 第8讲酶与atp 提醒 下列图像也可以表示酶的专一性 图中a表示酶 b表示被催化的底物 e f表示b分解后的产物 c d表示不能被该酶催化的物质或不能催化底物发生反应的其他种类酶 返回目录 第8讲酶与atp 图3 8 4 2 外界因素对酶活性影响的图解 1 温度和ph对酶促反应的影响 在一定温度 ph 范围内 随温度 ph 的升高 酶的催化作用增强 达到一定温度 ph 时 酶的活性最强 这一温度 ph 为该酶的最适温度 ph 当超过最适温度 ph 时 酶的催化作用将随温度 ph 的升高逐渐减弱 返回目录 第8讲酶与atp 图3 8 5 过酸 过碱 高温能破坏酶的分子结构 从而使酶变性失活 而低温不能破坏酶分子的空间结构 只是抑制酶的活性 因此当温度升高时 酶可恢复活性 从丙图可以看出 反应溶液ph的变化不影响酶作用的最适温度 返回目录 第8讲酶与atp 2 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 甲图 在其他条件适宜 酶量一定的情况下 酶促反应速率随底物浓度增加而加快 但当底物达到一定浓度后 受酶数量和酶活性限制 酶促反应速率不再增加 乙图 在底物充足 其他条件适宜的情况下 酶促反应速率与酶浓度成正比 返回目录 第8讲酶与atp 图3 8 6 方法 底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应的速率 并不影响酶的活性 酶的特性是与无机催化剂相比的 与无机催化剂一样 酶仅能改变化学反应的速率 并不能改变化学反应的平衡点 且性质在化学反应前后不发生改变 返回目录 第8讲酶与atp 例2 2012 大连模拟 图1表示某酶促反应过程 图2表示图1的反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线 物质a的起始浓度为10mmol l 下列叙述不正确的是 返回目录 第8讲酶与atp 图1 图2 图3 8 7 a 物质a可以是麦芽糖但不可以是乳糖b 曲线 表示在某实验条件下物质a在2分钟时间内完全分解c 若曲线 表示不同温度下酶促反应速率 则曲线 温度一定低于曲线 和 d 若曲线 表示不同酶浓度下酶促反应速率 则曲线 酶浓度高于曲线 和 返回目录 第8讲酶与atp 答案 c 解析 图1中酶促反应后的两种产物是相同的 因此可以是麦芽糖但不可以是乳糖 因为乳糖水解后的产物为葡萄糖和半乳糖 a正确 曲线 中物质a在2分钟时间内物质浓度降为0 意味着被酶完全分解 b正确 若曲线 表示不同温度下酶促反应速率 如果曲线 代表的温度为最适温度 曲线 代表的温度可以在最适温度的同一侧或两侧 c错误 在底物一定的前提下 酶浓度越高 分解底物所用的时间越短 d正确 返回目录 第8讲酶与atp 点评 解答本题时 对图1的分析应注意物质a分解产生的两种产物分子是相同的 对图2的分析应注意分析某一变量对酶促反应影响时 应在其他变量完全相同的情况下进行 返回目录 第8讲酶与atp 变式题 2013 凤阳月考 如图所示为某种酶在不同处理条件 a b c 下催化某反应时 反应物的量和反应时间的关系 解读此图可获得的信息是 a 若a b c表示温度 则一定是a b cb 若a b c表示ph 则c b ac 若a b c表示酶的浓度 则a b cd 若a b c表示温度 则不可能是c b a 返回目录 第8讲酶与atp 图3 8 8 答案 c 解析 图中 反应物的量下降的速率是a b c 说明酶促反应速率a b c a项中若温度过高会导致酶失活而出现与图不符的结果 b项中若ph均小于最适ph 结果与条件不符 c项中 在一定条件下 酶浓度越高 反应速率也越快 d项中 当温度均大于最适温度时 温度c b a也会出现图示结果 返回目录 第8讲酶与atp 考点三atp在能量代谢中的作用1 atp的结构和功能 1 atp结构简式的理解 2 atp的生理功能 atp是细胞代谢所需能量的直接来源 返回目录 第8讲酶与atp 方法 atp adp amp 腺嘌呤核糖核苷酸 腺苷之间的关系 返回目录 第8讲酶与atp 即 一分子atp水解脱去一分子磷酸 形成adp 一分子adp水解脱去一分子磷酸 形成amp amp水解脱去一分子磷酸 形成腺苷 注意 atp中的五碳糖是核糖 而不是脱氧核糖 返回目录 第8讲酶与atp 2 atp与adp的相互转化 返回目录 第8讲酶与atp 由上表可看出 虽然从物质方面看 atp和adp的相互转化过程是可逆的 但酶 反应场所 能量来源不同 所以atp和adp相互转化不是可逆反应 返回目录 第8讲酶与atp 警示 atp产生量与o2供给量之间的关系曲线 如图3 8 9示 在无氧条件下 可通过无氧呼吸分解有机物 产生少量atp 因此氧气浓度为0时 atp产生量不为0 随o2供给量增多 有氧呼吸明显加强 atp产生量随之增加 但当o2供给量达到一定值后 atp产生量便不再增加 此时的限制因素可能是酶 adp 磷酸等 返回目录 第8讲酶与atp 图3 8 9 例3 2012 潍坊质检 下列关于人体内atp的叙述 错误的是 a 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b 线粒体中大量产生atp时 一定伴随着氧气的消耗c 细胞生命活动旺盛时 atp的含量相应增加d 一分子atp脱去两个磷酸基团可形成一分子腺嘌呤核糖核苷酸 返回目录 第8讲酶与atp 答案 c 解析 atp是生命活动的直接能量来源 有氧呼吸的第三阶段消耗氧气 生成水 产生大量的atp 其场所是线粒体 atp在细胞中的含量很少 依靠转化速度快来满足细胞的需要 点评 解答此题需要注意的是 一分子atp脱去一分子磷酸可形成一分子adp 脱去两分子磷酸可形成一分子amp 腺嘌呤核糖核苷酸 脱去三分子磷酸可形成腺苷 返回目录 第8讲酶与atp 变式题 2013 蚌埠检测 磷酸化是指在某些物质分子上加入一个磷酸基团 如三磷酸腺苷 atp 就是由二磷酸腺苷 adp 磷酸化而来 下列结构中不能发生adp磷酸化的是 a 细胞质基质b 叶绿体基质c 叶绿体类囊体薄膜d 线粒体内膜 答案 b 解析 本题考查的实质是各选项中哪种结构不能合成atp 细胞质基质和线粒体内膜都能进行相应的呼吸作用 都能合成atp 叶绿体类囊体薄膜是光反应场所 也能合成atp 叶绿体基质是暗反应的场所 需要消耗atp 返回目录 第8讲酶与atp 实验探究影响酶活性的因素一 探究温度对酶活性的影响1 实验原理 1 淀粉麦芽糖 淀粉遇碘变蓝色 麦芽糖遇碘不变蓝色 2 温度影响淀粉酶的活性 从而影响麦芽糖的生成量 滴加斐林试剂 根据生成沉淀的颜色深浅来判断麦芽糖的生成量 返回目录 第8讲酶与atp 2 实验设计步骤3 实验结论温度会影响酶活性 酶活性有一定的最适温度范围 返回目录 第8讲酶与atp 二 探究ph对酶活性的影响1 实验原理 1 2h2o22h2o o2 2 ph影响酶的活性 从而影响o2的生成量 可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验o2生成量的多少 返回目录 第8讲酶与atp 2 实验设计 返回目录 第8讲酶与atp 3 实验结论ph影响酶活性 酶活性有一定的最适ph范围 注意 在探究温度和ph对酶活性影响实验中 注意酶和底物混合之前 分别应达到实验温度或ph 本实验中也可将过氧化氢酶和h2o2分别调至同一ph再混合 以保证反应一开始便达到预设ph 探究温度对酶活性的影响实验中不宜选用过氧化氢为实验材料 因为过氧化氢在加热的条件下分解也会加快 返回目录 第8讲酶与atp 例4 2012 全国卷 某同学为了探究ph对人唾液淀粉酶活性的影响 设计了如下实验步骤 在a b c d e5支试管中分别加入ph5 0 6 0 7 0 8 0 9 0的适宜浓度缓冲液5ml 再分别加入质量分数为1 的淀粉液1ml 各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1ml 摇匀 将5支试管放入70 恒温水浴中 保温时间相同且合适 取出各试管 分别加入斐林试剂2ml 摇匀 观察各试管溶液的颜色 通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适ph 返回目录 第8讲酶与atp 上述实验步骤中有两处错误 请更正并说明更正的理由 不考虑试剂的浓度和加入量 ph梯度以及实验重复次数 以便实验能得到正确的预期结果 1 2 返回目录 第8讲酶与atp 答案 1 中70 应改为37 因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37 2 在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间 因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色 解析 本实验的实验目的为 探究ph对人唾液淀粉酶活性的影响 可知该实验的自变量为ph 因变量为酶活性 实验材料为唾液淀粉酶 而唾液淀粉酶的最适温度为37 在70 时 由于高温使酶失去活性 干扰了ph对人唾液淀粉酶活性的影响 同时斐林试剂的显色反应在沸水浴中进行 返回目录 第8讲酶与atp 对照实验设计的一般原则1 对照原则 在实验中 必须设置对照组 通过设置对照实验 既能排除无关变量对实验结果的影响 又能增加实验结果的可信度和说服力 2 对照类型按对照的内容和形式上的不同 分为四种 返回目录 第8讲酶与atp 返回目录 第8讲酶与atp 例5为验证酶的催化特性 有人做了以下实验 准备以下1 5支试管 容量20ml 分别装入下列物质 观察在不同条件下的反应情况 1号试管中加入3 的5mlh2o2后 再加入1gmno2 置于37 温度下 2号试管中加入3 的5mlh2o2后 再加入1g鲜猪肝 置于37 温度下 3号试管中加入3 的5h2o2后 置于37 温度下 4号试管中加入3 的5mlh2o2后 再加入1g熟猪肝 置于0 温度下 5号试管中加入 的 mlh2o2和2ml10 hcl或10 naoh 再加入 置于 下 返回目录 第8讲酶与atp 请回答 1 若1 2号试管中投入物品后立即用带火星的卫生香去试探管口 则会出现什么现象 2 若1 4号试管都是为了验证酶的某项特性而设置的对照实验 哪号试管设置得不科学 应如何改进 3 5号与 号试管可作为证明酶的活性受 影响的一组对照实验 请填写5号试管内应加入的物质及数量 并确定实验应控制的温度 通过这组实验可得出什么结论 返回目录 第8讲酶与atp 答案 5 31g鲜猪肝37 1 1号试管口的卫生香会变得更明亮 复燃 2号试管口的卫生香会迅速复燃 2 4号试管设置不科学 应将0 改为37 或将加入的熟猪肝改为鲜猪肝 3 2ph强酸或强碱会降低酶的活性 甚至使酶失去活性 解析 1 1号和2号试管是一组证明酶作为生物催化剂与无机催化剂相比具有高效性的对照实验 因此1号试管口的卫生香会变得更明亮 复燃 2号试管口的卫生香会迅速复燃 回答时要注意写出两卫生香发生现象的区别 返回目录 第8讲酶与atp 2 若1号和4号试管是一组对照实验 则两者要控制相同的实验条件 进行等量对照时只能有一个变量 此变量即为本实验研究的影响因素 因此4号试管设置不科学 应将0 改为37 或将加入的熟猪肝改为鲜猪肝 3 从5号试管加入的2ml10 hcl或10 naoh可见 此实验是证明酶的活性受酸碱性影响的实验 因而只能与2号试管作为一组对照实验 根据对照实验要控制在同一适宜条件下的单一变量原则 此题单一变量是有无酸或碱 其余实验条件与2号试管相同 需加入1g鲜猪肝 温度为37 根据等量对照原则 5号试管内应加入等量的反应物 h2o2 但5号试管内已加了2ml酸或碱 如果再加入5ml3 h2o2 则溶液总量变为7ml与2号试管体积不等 若加入3ml 返回目录 第8讲酶与atp 3 h2o2溶液 则两试管中h2o2溶液浓度不同 为了使两装置中溶液体积和h2o2浓度都相同 因此应加入3ml5 h2o2才能成为等量对照实验 通过这组实验可得出结论 强酸或强碱会降低酶的活性 甚至使酶失去活性 返回目录 第8讲酶与atp 备选理由 过氧化氢酶催化过氧化氢水解的实验内容虽然在高考试题中出现较少 但在其他性质考题中经常出现 本题可作为考点一例题的补充 1 2013 潍坊月考 为了认识酶作用的特性 以体积分数为3 的h2o2溶液为反应底物进行的一组实验结果见下表 通过分析实验结果 从表中可得到的实验结论是 返回目录 第8讲酶与atp 从化学本质看 酶是蛋白质或rna 从催化活性看 酶变性后就失去活性 从催化底物范围看 酶有专一性 从催化反应效率看 酶有高效性a b c d 答案 c 解析 该实验底物只有h2o2 不能说明酶具有专一性 若证明酶是蛋白质或rna 需要涉及物质鉴定的相关实验 表中方法 与 的实验结果说明酶在高温环境中变性而失去活性 方法 对照说明 酶催化反应具有高效性 返回目录 第8讲酶与atp 备选理由 影响酶活性的因素及相关实验分析是本讲次的难点 本题可作为考点二例题的补充 2 2012 莆田一模 图甲表示温度对淀粉酶活性的影响 图乙是将一定量的唾液淀粉酶和足量的淀粉混合后麦芽糖产生量随温度变化的情况 下列说法不正确的是 返回目录 第8讲酶与atp a t0表示淀粉酶催化该反应的最适温度b 图甲中 ta tb时淀粉酶催化效率都很低 但对酶活性的影响却有本质的区别c 图乙中 tb至tc的曲线表明随温度升高 麦芽糖的积累量不再上升 酶的活性已达到最高d 图乙中a点对应的温度为t0 返回目录 第8讲酶与atp 答案 c 解析 图甲中 t0表示酶的最适温度 ta tb时淀粉酶催化效率都很低 但ta时酶未失活 tb时酶已失活 因此两个温度值对酶活性的影响存在本质区别 a b正确 结合图甲分析可知图乙中tb至tc温度范围内曲线不再上升的原因是此时酶已失活 c错误 分析图乙可知 a点时酶促反应速率最快 此时对应温度应为最适温度 对应图甲中的t0 d正确 返回目录 第8讲酶与atp 备选理由 atp和adp的相互转化与细胞代谢知识联系密切 经常综合考查 本题可作为考点三例题的补充 3 人体成熟的红细胞产生atp的部位以及合成atp所需能量的来源主要是利用 a 线粒体 葡萄糖进行有氧呼吸b 细胞质基质 葡萄糖进行无氧呼吸c 线粒体 乳酸进行无氧呼吸d 细胞质基质 乳酸进行无氧呼吸 返回目录 第8讲酶与atp 答案 b 解析 人体成熟的红细胞内没有线粒体 不能进行有氧呼吸 只能在细胞质基质中进行无氧呼吸 通过分解葡萄糖为atp合成提供能量 人体细胞内乳酸是无氧呼吸分解葡萄糖的产物 不能再直接被利用来进行无氧呼吸 返回目录 第8讲酶与atp 备选理由 关于酶活性的影响因素的实验设计是本部分的重点和难点 本题可作为 探究影响酶活性的因素 实验例题的补充 4 下面是探究温度对酶活性影响的实验 请回答相关问题 将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆 过滤 得到提取液 取6支试管分别加入等量的淀粉溶液后 分为3组并分别调整到不同温度 如下图所示 然后在每支试管中加入少许等量的玉米子粒提取液 保持各组温度30min后 继续进行实验 提取液中还原性物质忽略不计 返回目录 第8讲酶与atp 1 若向a c e3支试管中分别加入适量的斐林试剂 沸水浴一段时间 观察该3支试管 其中液体颜色呈砖红色的试管是 砖红色较深的试管是 颜色较深的原因是 不变色的试管是 不变色的原因是 返回目录 第8讲酶与atp 2 若向b d f3支试管中分别加入等量的碘液 观察3支试管 发现液体的颜色都是蓝色 产生该颜色的原因是 3 以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最适温度 你怎样设计实验才能确定最适温度 只要求写出设计思路 返回目录 第8讲酶与atp 答案 1 a和cc淀粉酶在40 时活性相对较高 淀粉酶催化淀粉水解产生的还原糖多e酶失活 2 未反应的淀粉遇碘变蓝 3 在20 和100 之间每隔一定温度设置一个实验组 其他实验条件保持一致 以反应液和上述试剂 或答碘液或答班氏试剂或答斐林试剂 发生颜色反应的程度为指标确定最适温度 解析 发芽的玉米子粒中有淀粉酶 在不同温度下 淀粉酶的活性不同 对淀粉溶液的催化程度也不相同 40 情况下酶的活性比20 情况下强 催化分解淀粉的速度快 产生的麦芽糖多 因此加入班氏试剂或者斐林试 返回目录 第8讲酶与atp 剂加热后颜色较深 100 情况下 酶因高温而失活 因此该试管中没有反应发生 遇碘变蓝是淀粉的特性 3支试管都变蓝色说明3支试管中都有淀粉存在 要确定酶的最适温度 需增加试管数量 并设置成温度梯度 重复上述实验 酶的最适温度应位于砖红色最深的两个温度之间 或者就是砖红色最深的试管所对应的温度 返回目录 第8讲酶与atp 第9讲细胞呼吸 返回目录 返回目录 1 细胞呼吸 2 实验 探究酵母菌的呼吸方式 考纲要求 第9讲细胞呼吸 知识梳理 一 探究酵母菌的呼吸方式1 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存 属于 菌 2 检测co2的产生 可使用 或溴麝香草酚蓝水溶液 co2可使后者发生的颜色变化是 3 检测酒精的产生 可使用橙色的 溶液 其在 条件下与酒精发生化学反应 变成 返回目录 兼性厌氧 澄清石灰水 由蓝变绿 重铬酸钾 酸性 灰绿色 再变黄 第9讲细胞呼吸 二 有氧呼吸和无氧呼吸1 有氧呼吸 1 反应式 2 过程 返回目录 c6h12o6 6o2 6h2o6co2 12h2o 能量 第9讲细胞呼吸 2 无氧呼吸 1 反应式 分解成酒精的反应式 转化成乳酸的反应式 2 过程 第一阶段与有氧呼吸第一阶段 其全过程都在 中进行 导思 丙酮酸进入线粒体内参与氧化分解的必需条件是什么 请翻阅教材必修1p93 有氧呼吸 无氧呼吸过程中 有机物中的能量并没有完全释放 未释放能量的去向是什么 请翻阅教材必修1p94 无氧呼吸 返回目录 c6h12o62c2h5oh 2co2 能量 c6h12o62c3h6o3 乳酸 能量 相同 细胞质基质 第9讲细胞呼吸 三 细胞呼吸原理的应用1 包扎伤口 选用透气消毒纱布 其目的是 2 酵母菌酿酒 先通气 后密封 其原理是 3 花盆经常松土 促进根部 有利于吸收矿质离子等 4 稻田定期排水 抑制 产生酒精 防止酒精中毒 烂根死亡 5 提倡慢跑 防止剧烈运动 肌细胞 6 种子 水果 蔬菜 贮藏时应降低 浓度 以减少有机物的消耗 返回目录 抑制厌氧细菌的无氧呼吸 先让酵母菌有氧呼吸大量繁殖 再无氧呼吸产生酒精 有氧呼吸 无氧呼吸 无氧呼吸产生乳酸 氧气 网络构建 返回目录 第9讲细胞呼吸 基础自测 判断正误 对的打 错的打 1 2012 福建卷 豌豆田中及时排涝 能防止根细胞受酒精毒害 解析 豌豆根细胞缺氧条件下会进行无氧呼吸产生酒精 酒精对植物细胞具有毒害作用 2 2012 上海卷 细胞呼吸过程中 葡萄糖分解为丙酮酸和 h 只发生在细胞质基质中 解析 有氧呼吸和无氧呼吸的过程中 葡萄糖分解为丙酮酸和 h 的过程只发生在细胞质基质中 返回目录 第9讲细胞呼吸 3 2011 山东卷 酵母菌无氧呼吸过程中 被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至atp 其余的存留在酒精中 解析 酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖释放的能量一部分转移至atp 大部分以热能散失 没有释放的能量存留在酒精中 4 2010 课标全国卷 无氧呼吸的终产物是丙酮酸 解析 无氧呼吸的终产物是酒精和co2或乳酸 返回目录 第9讲细胞呼吸 5 产生co2的细胞呼吸方式一定是有氧呼吸 解析 有氧呼吸和酒精发酵过程都产生co2 6 细菌没有线粒体 只能进行无氧呼吸 解析 好氧型细菌无线粒体 但进行有氧呼吸 返回目录 第9讲细胞呼吸 考点一细胞呼吸的方式1 有氧呼吸 无氧呼吸过程图解 返回目录 第9讲细胞呼吸 2 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 返回目录 第9讲细胞呼吸 返回目录 第9讲细胞呼吸 说明 不同生物无氧呼吸产物不同 主要是因为细胞中所含的酶不同 原核生物无线粒体 但某些原核生物细胞质中含有有氧呼吸的酶 细胞可进行有氧呼吸 如蓝藻 硝化细菌 若细胞质中含有无氧呼吸的酶就进行无氧呼吸 如乳酸菌 哺乳动物成熟红细胞无线粒体 只进行无氧呼吸 只进行无氧呼吸的真核生物 如蛔虫等 细胞内无线粒体 无氧条件下进行酒精发酵的生物主要是高等植物 酵母菌等 进行乳酸发酵的生物有高等动物 乳酸菌 马铃薯块茎 甜菜块根等 返回目录 第9讲细胞呼吸 3 细胞呼吸类型的判断在以c6h12o6为呼吸底物的情况下 co2的释放量和o2消耗量是判断细胞呼吸方式的重要依据 方法如下 co2释放量 o2吸收量 酒精量都是指物质的量 返回目录 第9讲细胞呼吸 返回目录 第9讲细胞呼吸 例1图3 9 1为细胞呼吸过程 其中a b表示物质 表示主要步骤 请回答下列问题 1 图中a b表示的物质分别是 2 图中 过程中都有co2产生 其场所分别是 返回目录 第9讲细胞呼吸 图3 9 1 3 过程 除产生a和能量外 还产生 在 过程中释放能量最多的是 4 和 过程一般不会同时发生在同一生物体内 其原因是 5 图3 9 2表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下co2的释放量与o2的吸收量的变化 请据图回答以下问题 返回目录 第9讲细胞呼吸 图3 9 2 0点时 该器官的细胞呼吸类型是 在o2浓度为b 以下时 不包括0点 该器官的呼吸类型是 因为 该器官co2释放与o2吸收两条曲线在q点重合 其呼吸类型为 因为 答案 1 丙酮酸乳酸 2 细胞质基质线粒体 3 h 4 同一生物含有同一途径的无氧呼吸酶 5 无氧呼吸无氧呼吸与有氧呼吸吸收的o2少于释放的co2有氧呼吸此点氧气吸收量与co2释放量相等 返回目录 第9讲细胞呼吸 解析 1 图3 9 1所示为葡萄糖通过 过程产生a丙酮酸 丙酮酸在无氧条件下通过 过程产生酒精和二氧化碳或通过 过程产生b乳酸 2 丙酮酸在有氧条件下通过 过程产生二氧化碳和水 有氧呼吸过程包括 发生在细胞质基质 发生在线粒体 3 过程是c6h12o6分解为丙酮酸和 h 同时释放能量的过程 过程中 过程为有氧呼吸第三阶段 释放能量最多 4 由于同一生物含有同一途径的无氧呼吸酶 因此 酒精发酵 乳酸发酵 过程不会发生在同一生物体内 5 分析图3 9 2可知 o2浓度为0点时 该器官不消耗o2只产生co2 此时该器官只进行无氧呼吸 o2浓度为b 以下时 该器官 返回目录 第9讲细胞呼吸 放出的co2比吸收的o2多 可判断此时该器官既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 q点两曲线重合 说明此时o2的吸收量与co2释放量相等 此时该器官只进行有氧呼吸 点评 明确图3 9 2曲线中各特殊点的意义 氧气浓度为0时 只进行无氧呼吸 氧气浓度为q时只进行有氧呼吸 即b点为无氧呼吸消失点 氧气浓度为a 曲线中p点对应氧气浓度 时气体交换值最低 说明此时有机物消耗最少 该氧气浓度为植物器官或种子贮藏的最适氧气浓度 返回目录 第9讲细胞呼吸 变式题图3 9 3表示某地夏季一密闭大棚内一昼夜间二氧化碳的变化 下列能正确表示e点时单位时间棚内植株消耗的二氧化碳总量与消耗的氧气总量之比 体积比 的是 返回目录 第9讲细胞呼吸 图3 9 3 答案 b 解析 在e点 二氧化碳的浓度在达到最大值后即不再增加 光合作用速率等于呼吸作用速率 消耗的二氧化碳总量与消耗的氧气总量相等 故选b项 返回目录 第9讲细胞呼吸 考点二影响细胞呼吸的外界因素影响细胞呼吸的因素及在农业中的应用 返回目录 第9讲细胞呼吸 返回目录 第9讲细胞呼吸 返回目录 第9讲细胞呼吸 提醒 呼吸速率是指单位数量的活体组织 在单位时间内分解有机物的速率 对植物来说 一般以测定植物释放二氧化碳或吸收氧气的速率来衡量呼吸速率 返回目录 第9讲细胞呼吸 例2如图3 9 4表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下o2吸收量和co2生成量的变化 请据图回答 1 图中曲线qr区段co2生成量急剧减少的主要原因是 返回目录 第9讲细胞呼吸 图3 9 4 2 点的生物学含义是无氧呼吸消失点 由纵轴 co2生成量和o2吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是 3 在原图中绘出无氧呼吸产生的co2随氧浓度变化而变化的曲线 4 若图中的ab段与bc段的距离等长 说明此时有氧呼吸释放的co2与无氧呼吸释放的co2相比 填 一样多 或 更多 或 更少 有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的 返回目录 第9讲细胞呼吸 5 在长途运输新鲜蔬菜时 常常向塑料袋中充入氮气 目的是 你认为氧浓度应调节到 点的对应浓度 更有利于蔬菜的运输 试说明理由 返回目录 第9讲细胞呼吸 答案 1 氧气浓度增加 无氧呼吸受抑制 2 p氧浓度逐渐增大的过程中 无氧呼吸生成的co2总量 3 所绘曲线应能表现下降趋势 并经过q b以及p点在x轴上的投影点 如图 虚线 所示 4 一样多1 3 5 降低氧浓度 减少有机物的消耗r此时有氧呼吸强度较低 同时又抑制了无氧呼吸 蔬菜中的有机物消耗最少 返回目录 第9讲细胞呼吸 解析 解题时需注意q点只进行无氧呼吸 p点只进行有氧呼吸 b点有氧呼吸 无氧呼吸释放的co2量相等 r点释放的co2量最少 1 图中曲线qr区段由于随着氧浓度的增加无氧呼吸受到抑制 此时有氧呼吸速率还较小 因此co2生成量急剧减少 2 p点时细胞呼吸产生的co2量和吸收的o2量相等 说明此时开始只进行有氧呼吸 即p点为无氧呼吸消失点 由纵轴 co2生成量和o2吸收量共同围成的面积可代表氧浓度逐渐增大的过程中 无氧呼吸生成的co2总量 3 无氧呼吸产生的co2随氧气浓度变化而变化的曲线实际上就是co2生成量和o2吸收量曲线对应每一氧浓度的差值连线 画曲线时应能表现下降趋势 并经过q b以及p点在 返回目录 第9讲细胞呼吸 x轴上的投影点 4 若图中的ab段与bc段的距离等长 说明此时有氧呼吸释放的co2与无氧呼吸释放的co2相等 根据有氧呼吸和酒精发酵的反应式求得此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的1 3 5 在长途运输新鲜蔬菜时 向塑料袋中充入氮气可降低氧浓度 抑制细胞呼吸 从而减少有机物的消耗 分析图中曲线可知 氧浓度在r点的对应浓度时有氧呼吸强度较低 同时又抑制了无氧呼吸 蔬菜中的有机物消耗最少 更有利于蔬菜的运输 返回目录 第9讲细胞呼吸 点评 分析题图曲线时应注意 曲线qp段所对应数值是有氧呼吸和无氧呼吸释放co2的和 曲线0p段所对应数值是有氧呼吸释放co2的量 也可代表有氧呼吸吸收o2的量 返回目录 第9讲细胞呼吸 变式题 2013 安徽联考 甲 乙二图都表示细胞呼吸强度与氧气浓度的关系 呼吸底物为葡萄糖 据图分析回答 返回目录 第9讲细胞呼吸 图3 9 5 1 图甲所示细胞的呼吸方式最可能是 如果呼吸强度不能用co2的释放量表示 原因是 2 图乙中b点的co2来自 填细胞结构 当o2浓度达到m点以后 co2释放量不再继续增加的内因是 3 温室生产过程中 施用有机肥比单纯施用化肥具有明显的增产效果 试从碳素营养的角度分析其中的原因 返回目录 第9讲细胞呼吸 答案 1 无氧呼吸该生物无氧呼吸的产物是乳酸 2 细胞质基质呼吸酶的数量是有限的 3 土壤微生物分解有机肥释放co2 解析 1 细胞无氧呼吸的产物有酒精和co2或乳酸 当产物是乳酸时呼吸强度不能用co2的释放量表示 2 乙图中b点的氧气浓度为零 植物只能进行无氧呼吸 场所是细胞质基质 增加氧气浓度 呼吸速率不再增加与酶的浓度有关 3 土壤微生物能分解有机肥释放co2 返回目录 第9讲细胞呼吸 实验探究酵母菌的呼吸方式1 实验原理 1 酵母菌是一种单细胞真菌 在有氧和无氧的条件下都能生存 属于兼性厌氧菌 因此常用来研究细胞呼吸的不同方式 2 co2和酒精的检测 返回目录 第9讲细胞呼吸 2 实验步骤和结论 返回目录 第9讲细胞呼吸 返回目录 第9讲细胞呼吸 注意 通入b瓶的空气中不能含有co2 以保证c锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的co2所致 d瓶应封口放置一段时间 待酵母菌将d瓶中的氧气消耗完 再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 确保通入澄清石灰水中的co2是由无氧呼吸产生的 该实验是对比实验不是对照实验 因为有氧和无氧条件下的实验都是实验组 返回目录 第9讲细胞呼吸 例3 2012 南昌联考 如图3 9 6是探究酵母菌呼吸作用方式的实验 以下说法不正确的是 返回目录 第9讲细胞呼吸 图3 9 6 a 实验前必须进行装置的气密性检验b 实验前d瓶应封口放置一段时间后再与e瓶连接c 实验前应做预实验以确定酵母菌的适宜用量d 相同时间内c e瓶中混浊程度相同 答案 d 解析 甲装置是探究酵母菌有氧呼吸的 乙装置是探究酵母菌无氧呼吸的 由于消耗等量的葡萄糖进行有氧呼吸和无氧呼吸产生的co2量不同 故在相同时间内 c e瓶中的混浊程度不同 c瓶混浊程度要高 返回目录 第9讲细胞呼吸 变式题 2013 蚌埠二中 把土豆依次放在空气 氮气和空气中各贮藏一周 在实验室中测定其co2的释放量 实验结果如图3 9 7所示 下列叙述正确的是 a 在第一周只进行了有氧呼吸b 在第二周晢时没有呼吸作用c 第三周的无氧呼吸先强后弱d 土豆的无氧呼吸不产生co2 返回目录 第9讲细胞呼吸 图3 9 7 答案 d 解析 由图可知 土豆在氮气中进行无氧呼吸没有释放co2 说明其无氧呼吸的产物不是co2 d项正确 a项中 co2的释放量没有发生改变 由于无氧呼吸不释放co2 故也可能同时进行了无氧呼吸 b项中 活细胞必须进行呼吸作用维持生命活动对能量的需要 c项中 第三周有氧呼吸先强后弱 无法判断是否有无氧呼吸及其强弱变化 返回目录 第9讲细胞呼吸 对照实验和对比实验1 对照实验对照的目的是平衡和消除无关变量对实验结果的影响 通常一个实验可以分为实验组和对照组 实验组就是接受实验变量处理的对象组 对照组是相对于实验假设而言 就是不接受实验变量处理的对象组 这样从理论上讲 由于无关变量对实验组和对照组的影响是相等的 已经被平衡了的 所以实验组和对照组之间的差异就可认为是来自实验变量的效果 这样的实验结果是可信的 更具有说服力 返回目录 第9讲细胞呼吸 2 对比实验指设置两个或两个以上的实验组 通过对比结果的比较分析 来探究某种因素与实验对象的关系 这样的实验称为对比实验 对比实验不设对照组 均为实验组 或互为实验组和对照组 可以说是对照实验的一种特殊形式 即相当于 相互对照实验 如 探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验中 需要设置有氧和无氧两种条件 这两个实验组的实验结果都是未知的 通过对比可以看出氧气对细胞呼吸的影响 返回目录 第9讲细胞呼吸 例4某同学在研究马铃薯块茎细胞呼吸方式时 设计了如下实验 实验一 取新鲜马铃薯块茎 洗净 切成碎屑 向锥形瓶中分别加入适量的马铃薯块茎碎屑 安装成如图甲所示 每隔一段时间 从分液漏斗向锥形瓶a中注入适量过氧化氢溶液 观察装置中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色变化 实验二 取新鲜马铃薯块茎 洗净 切成碎屑 向锥形瓶c中放入适量的马铃薯块茎碎屑 并向c瓶充入n2 替代瓶中空气 安装成如图乙所示 一段时间后 观察装置中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色变化 返回目录 第9讲细胞呼吸 返回目录 第9讲细胞呼吸 图3 9 8 请回答下列问题 1 实验一的原理是 实验一中反应前后的状态属于对照实验中的 对照 实验一和实验二是 对照 对比 实验 2 已知植物细胞无氧呼吸有两种类型 一种是能够产生酒精的无氧呼吸 另一种是能够产生乳酸的无氧呼吸 并且马铃薯块茎在只有n2的条件下可以进行无氧呼吸 则实验二的目的是 若实验二中溴麝香草酚蓝水溶液 则说明马铃薯块茎细胞进行的是产生乳酸的无氧呼吸 其反应式为 返回目录 第9讲细胞呼吸 3 实验一和实验二在设计上均有不够严谨之处 可能会干扰对马铃薯块茎细胞呼吸类型的判断 请给予修正 修正的理由是 返回目录 第9讲细胞呼吸 答案 1 马铃薯块茎细胞中含有过氧化氢酶 可催化过氧化氢分解产生氧气 在有氧条件下 马铃薯块茎细胞可以进行有氧呼吸 产生的二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄自身对比 2 探究马铃薯无氧呼吸的类型不变色c6h12o62c3h6o3 少量能量 3 实验前应对马铃薯块茎进行消毒 b瓶和c瓶组装之前均应做灭菌处理 合理即可 不同的微生物具有不同的呼吸类型 它们的存在会干扰实验结果 返回目录 第9讲细胞呼吸 解析 1 该实验的原理是马铃薯块茎中含有过氧化氢酶 催化过氧化氢分解产生o2 以此促进马铃薯块茎进行有氧呼吸 co2可使溴麝香草酚蓝水溶液发生颜色变化 实验一中反应前后的状态是实验与对照在同一对象上进行 应属于对照实验中的自身对照 实验一和实验二设置两个实验组 通过对结果的比较分析 来探究氧气和n2 无氧 与细胞呼吸的关系 应属于对比实验 2 马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸 不产生co2 故不能使溴麝香草酚蓝水溶液变色 3 微生物的呼吸作用会干扰实验结果 返回目录 第9讲细胞呼吸 变式题 2013 阜阳月考 呼吸底物不是糖时 有氧呼吸消耗的o2和产生的co2的体积并不相等 利用如图3 9 9所示装置两套 设为甲 乙 测定单位质量小麦种子呼吸时co2释放量与o2消耗量的比值 下列构思可以达到实验目的的是 返回目录 第9讲细胞呼吸 图3 9 9 a 甲装置烧杯中盛放清水 在光照下测定o2释放量 乙装置在黑暗下测定co2释放量b 甲装置烧杯中盛放清水 直接测定co2释放量 乙装置换成co2吸收剂 测定o2消耗量c 甲装置烧杯中盛放清水 测定气体体积变化量 乙装置换成co2吸收剂 测定o2消耗量d 甲装置烧杯中盛放co2缓冲剂 可吸收和放出co2 测定气体体积变化量 乙装置放死亡种子做对照 返回目录 第9讲细胞呼吸 答案 c 解析 实验的关键是要测得种子呼吸释放的co2量和消耗的o2量 当装置中放有co2吸收剂时 种子呼吸释放的co2被吸收 装置的体积变化是o2的消耗量 当烧杯中放清水时 根据装置体积的变化及o2的消耗量可推知co2的释放量 正确选项为c 返回目录 第9讲细胞呼吸 备选理由 本题综合考查有氧呼吸和无氧呼吸的关系及细胞呼吸原理在生产中的应用 可作为考点一例题的补充 1 下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a b c d时 co2释放量和o2吸收量的变化 下列相关叙述正确的是 返回目录 第9讲细胞呼吸 a 氧浓度为a时 最适于贮藏该植物器官b 氧浓度为b时 无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗量的5倍c 氧浓度为c时 无氧呼吸最弱d 氧浓度为d时 有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等 返回目录 第9讲细胞呼吸 答案 b 解析 分析图示可知 氧浓度为a时 有机物消耗应最大 不适于贮藏该植物器官 a错误 由题图可知 氧浓度为b时 co2释放量与o2吸收量之比为8 3 易求此时无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗量的5倍 b正确 无氧呼吸最弱应是氧浓度为d时 此时只进行有氧呼吸 c d错误 返回目录 第9讲细胞呼吸 备选理由 本题考查酵母菌细胞呼吸的相关计算 可作为考点二例题的补充 2 2012 平顶山二检 现有一瓶葡萄糖溶液 内置有适量酵母菌 经测定瓶中放出的co2的体积与吸收o2的体积比为5 4 这是因为 a 有1 5的酵母菌在进行有氧呼吸b 有4 7的酵母菌在进行有氧呼吸c 有4 5的酵母菌在进行有氧呼吸d 有3 7的酵母菌在进行有氧呼吸 返回目录 第9讲细胞呼吸 答案 b 解析 有氧呼吸吸收o2与放出的co2体积相等 酵母菌放出的co2的体积与吸收o2的体积比为5 4 说明有氧呼吸释放的co2占4 5 消耗葡萄糖4 5 1 6 无氧呼吸释放的co2占1 5 消耗葡萄糖1 5 1 2 有氧呼吸消耗葡萄糖占消耗葡萄糖总量的比例是4 5 1 6 4 5 1 6 1 5 1 2 4 7 即有4 7的酵母菌在进行有氧呼吸 返回目录 第9讲细胞呼吸 备选理由 本题通过实验考查细胞呼吸类型的判断 可作为考点二例题的补充 3 如图所示装置测定种子萌发时进行的细胞呼吸类型 同时关闭活塞 在25 下经过20min再观察红色液滴的移动情况 下列对实验结果的分析不符合实际的是 返回目录 第9讲细胞呼吸 a 装置1的红色液滴向左移动的体积是细胞呼吸消耗o2的体积 装置2的红色液滴向右移动的体积是细胞呼吸释放co2和消耗o2的体积之差b 若装置1的红色液滴左移 装置2的红色液滴不移动 则说明萌发的种子既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸c 若装置1的红色液滴左移 装置2的红色液滴不移动 则说明萌发的种子只进行有氧呼吸d 若装置1的红色液滴不移动 装置2的红色液滴右移 则说明萌发的种子只进行无氧呼