第3单元 植物新陈代谢(含酶、ATPC3与C4植物).doc

第三单元 植物新陈代谢（含酶、ATP，C3与C4植物）临安中学 潘兆明【考点解读】1知识要点（1）酶酶的化学本质是蛋白质或RNA。酶除了一般无机催化剂的特点，能降低活化能，不改变平蘅常数外，还具有专一性，高效性，受温度，酸碱度的影响。（2）ATPATP的名称和结构简式。形成ATP的生理过程（光合作用，呼吸作用，磷酸肌酸的水解）。形成ATP的场所（叶绿体，线粒体，细胞质基质）及反应式。消耗ATP的生理过程。（3）水分代谢水分的吸收方式：渗透作用和吸胀作用，渗透作用的原理和应用（质壁分离和复原实验），蒸腾作用的意义。植物吸收水分的动力。水分和矿质元素运输的动力。（4）矿质代谢植物必需的矿质元素（大量元素和微量元素）确定方法。植物对矿质元素的吸收的动力、运输（在导管）和利用。矿质元素在植物体内的存在状态（离子，不稳定化合物，稳定化合物）（5）光合作用光合作用的发现过程（着重关注探究方法）。叶绿体中的色素。光合作用的过程（光反应和暗反应）中物质变化和能量变化。光合作用的意义。提高光能利用率的方法提高光能利用率的方法（条件和原料）。C3植物和C4植物的叶片结构差别和二氧化碳的固定途径。2知识重组（1）酶整理总结如转氨酶（GPT），消化酶，DNA酶，限制性内切酶，DNA连接酶，解旋酶，PEP羧化酶，固氮酶，酪氨酸酶等常见酶的作用。（2）ATP能源物质。能量代谢的过程：固定，储存，释放，转移和利用。细胞呼吸。人体供能途径和调节。生态系统的能量流动。能源问题。（3）水分代谢植物对水分的吸收、运输和利用。人体中水的平衡和调节。哪些代谢能形成水，哪些细胞器能形成水。哪些代谢会消耗。水生态因素-水对生物的影响。（4）矿质代谢植物对矿质元素的吸收、运输和利用。矿质元素的发现和有关实验。N、P、K、等元素在植物代谢中的作用（如光合作用中的作用）。K、Na等元素在人体中的平衡和调节。N、P等元素导致的富营养化。C、N、S等元素的在生物圈中的循环。（5）光合作用光合作用的发现过程中的探究方法：恩格尔曼实验，同位素标记），色素的吸收，传递，转化光能的作用，吸收光谱。能量由光能到电能到ATP和NADPH中活跃的化学能，再到有机物中稳定的化学能，能量代谢，光合作用与水分代谢，矿质代谢和呼吸作用的关系，生物的代谢类型，C3和C4植物，生态系统的能量流动，生产者的作用，生态农业，粮食问题。【例题剖析】例1 （2005年广东卷）温度下降会引起植物对矿质元素的吸收减缓，其原因是（ ）A降低了呼吸强度 B改变了植物对矿质元素的吸收方式C降低了蒸腾作用强度 D降低了部分蛋白质活性解析 本题考查知识点的是植物吸收矿质元素的方式及相关条件。 植物吸收矿质元素的方式是主动运输，进行主动运输需要呼吸作用供能，同时需要相应载体，温度下降使呼吸酶活性减弱，降低了呼吸强度，为主动运输供能减少；呼吸酶、载体等均为蛋白质，温度下降会导致这些蛋白质的活性；因此从这两方面都会引起植物对矿质元素的吸收减缓。答案:AD例2 （2005年全国卷）在光照下，供给玉米离体叶片少量的14CO2，随着光合作用时间的延续，在光合作用固定CO2形成的C3化合物和C4化合物中，14C含量变化示意图正确的是（ ）解析 本题考查的知识点是C4植物中，C的转移途径玉米是C4植物，光合作用中固定CO2的途径是先进行C4途经后进行C3途经。C4途经：在C4植物叶肉细胞的叶绿体中在相关酶的作用下，一个CO2被一个PEP所固定，形成一个C4；C3途经：C4化合物进入维管束鞘细胞的叶绿体中，释放出一个CO2和一个丙酮酸，CO2被一个C5化合物固定后形成两个C3化合物。在C4途经中，开始时随CO2的增多，所形成的C4随之增多，同时C4释放的丙酮酸也会增多，丙酮酸在相关酶作用下，通过ATP供能，转化成PEP，最后达到一定时保持动态平衡，C4化合物维持在一定的含量；随后在C3途经中，随着C4化合物释放的CO2的增多，被C5固定后形成的C3化合物不断增多积累。答案：B例3 （2005年广东卷）荔枝是著名的岭南佳果。其果皮中存在多酚氧比酶，多酚氧比酶能够氧化果皮中的一些无色物质，形成褐色物质。这是引起采后荔枝果皮褐变的原因之一，褐变的发生严重影响了荔枝的深鲜效果：果皮褐变面积百分率，常作为荔枝保鲜效果的指标，在不考虑其它因素影响褐变的前提下，利用上述现象，以荔枝果皮褐变面积百分率为多酚氧化酶活性的指标，某同学设计了一个实验，旨在探究温度对荔枝果皮内多酚氧化酶活性的影响。（1）请补充下列实验设计中空缺的内容：设计温度梯度：5、lO、15、20、25、30确定测量指标：荔枝果皮褐变面积百分率；选择同一品种、和成熟度一致且无机械损伤的新鲜荔枝果实，将其分成组，每组数量，装入保鲜袋并作好标签后，分别放入相应温度的恒温箱中；经过5天后，取出荔枝果实，测定并记录褐变面积。（2）请据右图分析实验结果：。(3)请结合上述实验结果，指出对荔枝具有较好保鲜效果所需的温度范围(4)削皮后的苹果和马铃薯容易发生褐变，请据此分析要选择无机械损伤的荔枝果实为实验材料的原因。(5)在完全无氧条件下，多酚氧化酶将无法催化上述的褐变反应过程。如果在此条件下，荔枝果皮不会发生褐变，可否在此条件下贮藏荔枝？为什么？ 。(6)除上述温度、氧和机械损伤以外还有哪些因素影响果蔬保鲜效果，请提出两种相应的保鲜措施。解析：本题考查的知识点是探究性实验的设计和在生产实践上的应用（1）本实验设计了对照实验来探究温度对荔枝果皮内多酚氧化酶活性的影响。本题的实验步骤已设计好了对照实验6组，关键考查设计的对照实验中的实验条件的一致性。须选择同一品种、大小和成熟度一致且无机械损伤的新鲜荔枝果实作为实验材料，将其分成6组，每组数量相等，（2）实验结果在图像中表示出来了，分析时比较横坐标（不同的温度）、纵坐标（褐变面积百分率）的关系，得出在实验温度范围（530）内荔枝果皮褐变面积百分率随温度升高而增加，由题意可知，果皮内褐变面积百分率与多酚氧化酶活性有关，表明果皮内多酚氧化酶活性随温度的升高而增强。（3）从曲线可看出015范围荔枝果皮内褐变面积百分率增长速度慢，从15开始荔枝果皮内褐变面积百分率增长速度越来越快。（4）生活中削皮后的苹果和马铃薯容易发生褐变，这是机械损伤加快了褐变，同理机械损伤的荔枝也易发生褐变，从而影响实验结果的准确性。（5）荔枝果皮细胞在有氧条件下会进行有氧呼吸，在一定的氧气范围内随氧气浓度的增加而增强，在无氧条件下会进行无氧呼吸，产生酒精。故在完全无氧条件下，多酚氧化酶将无法催化发生褐变反应过程，但此条件下荔枝果皮细胞无氧呼吸明显加强，造成酒精的大量积累，从而对细胞造成毒害，引起果实腐烂。答案：（1）大小，6，相等；（2）分析：在530范围内，荔枝果皮褐变面积百分率随温度升高而增加，表明果皮内多酚氧化酶活性随温度的升高而增强。（3）015（4）机械损伤的荔枝易发生褐变，从而影响实验结果的准确性（5）不可以。因为在完全无氧条件下，果实的有氧呼吸停止，但无氧呼吸明显加强，造成酒精的大量积累，从而对细胞造成毒害，引起果实腐烂（6）控制水分如采用薄膜包装或表面喷涂果蜡等；防止微生物感染如采后对果蔬进行杀菌处理 。【能力训练】A卷一、选择题1生长在自然保护区北坡的野生稻，其叶片的两个主要生理功能是（ ）A吸收矿质元素和呼吸作用 B光合作用和蒸腾作用C吸收水分和光合作用 D吸收水分和蒸腾作用2下列关于植物蒸腾作用的叙述，正确的是（ ）A没有蒸腾作用，根系就不能吸收水分 B没有蒸腾作用，根系就不能吸收矿质元素C蒸腾作用散失水分引起根系吸水，是消耗ATP的过程D蒸腾作用有利于水分在导管内的运输3温室栽培可不受季节、地域限制，为植物的生长发育提供最适宜的条件，有利于提高作物品质和产量。在封闭的温室内栽种农作物，以下哪种措施不能提高作物产量（ ）A增加室内CO2浓度 B增大室内昼夜温差C增加光照强度 D采用绿色玻璃盖顶4下图表示某种植物光照强度与光合作用强度的关系。P点的生物学含义是（ ）A无光合作用，有呼吸作用B光合作用与呼吸作用达到动态平衡C无呼吸作用，有光合作用 D光合作用与呼吸作用都不进行5下列生命现象中不伴有ATP消耗的是（ ）A神经冲动的传导 B含羞草受到刺激小叶合拢C葡萄糖在小肠中被吸收 D根尖生长点细胞有丝分裂6下列过程能使ADP含量增加的是（ ）A消化道内蛋白质的消化 B线粒体内的H与02结合C叶绿体中的叶绿素a失去电子 D细胞分裂时纺锤丝的收缩7夏季中午强烈的阳光会导致植物气孔关闭。此时,下列植物中光合作用强度最高的是（ ）A.高粱 B水稻 C大豆 D小麦8下列关于C3植物和C4植物代谢和结构特点的描述，正确的是（ ）ACO2都是先与五碳化合物结合，形成三碳化合物BCO2都是先与三碳化合物结合，形成四碳化合物CC3植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞部具有叶绿体DC4植物维管束鞘细胞中叶绿体没有基粒9叶绿体色素的纸层析结果显示叶绿素b位于层析滤纸的最下端，原因是（ ）A分子量最小 B分子量最大C在层析液中的溶解度最小 D在层析液中的溶解度最大二、非选择题10如图所示，图A表示某植物细胞的部分细胞结构和相关代谢情况，af指的是O2或CO2。图B表示在适宜的条件下，环境中的CO2浓度与CO2吸收量之间的关系曲线，m点是能够进行光合作用的C02最低浓度。据图回答下列问题：（1）题中所说的“适宜的条件”主要是指。(至少答出两点)（2）图A中哪几个字母代表02。（3）请在图B中绘出b点之前的部分，使曲线完整，与Y轴的交点为a。（4）当C02浓度分别为c和n时，图A中，对应的af过程分别是和。（5）图A中的b若指的是葡萄糖，图示还正确吗？说明原因。11ABenson与MCalvin于1949年采用放射同位素自显影技术对光合作用进行研究。以下是他们的研究过程简述：往小球藻类培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同的光照时间后立即杀死小球藻，以培养液中提取产生的放射性物质进行分析和自显影分析。结果如下：实验组光照时间(s)放射性物质分布120数量达12种的磷酸化糖260除上述所有磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等32大量3-磷酸甘油酸，少量其他硝酸化糖类请根据上述实验资料分析回答下列问题：（1）ABenson与MCalvin研究的是光合作用的过程。（2）实验结果证明，CO2进人叶绿体后，最初形成的物质是。（3）实验结果说明：从CO2进入叶绿体产生有机酸等有机物的整个过程，所经历的物质变化的主要特点是什么？ 。（4）实验结果还说明光合作用产生的有机物还包括。（5）如果在照光情况下用14CO2 “饲喂”小球藻一段时间后，突然将14CO2清除掉，将可以在叶绿体中发现大量什么物质？ 。12.下图为叶绿体结构与功能示意图，请据图回答：（1）此图应为下观察到的结构图，在A中发生的反应称。（2）CO2进入叶绿体后，在基质中被后形成甲物质。若突然停止光照，C3的含量变化是图，其原因为，用14C标记CO2进行光合作用，可在结构中测到放射性。13在高等植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量转换的重要细胞器，请回答以下问题：(1)叶绿体中合成ATP的能量来源是，合成的ATP用于，释放的氧气的来源是，CO2除来自大气外还来源于。(2)线粒体中合成ATP的能量来源是，合成的ATP用于，吸收的氧气除来自大气外还来源于。（3）将提取的完整线粒体和叶绿体悬浮液，分别加入盛有丙酮酸溶液和NaHCO3溶液的两支大小相同的试管中，给予充足光照，都会产生气泡：请问这两种气泡成分是否一样？请解释原因。(4)假如将上述两支试管移入黑暗的环境中，保持温度不变，两支试管产生气泡的量分别有什么变化？为什么？B卷时间生成物量706020503040一、选择题1右图为某酶在不同温度下反应曲线和时间的关系，从图中不能获得的信息是（ ）A酶反应的最适温度 B酶因热而失活C酶反应生成物量与时间的关系 D酶反应速度和酶量的关系2线粒体和叶绿体都是进行能量转换的细胞器。下列相关叙述错误的是（ ）A两者都能产生ATP，但最初的能量来源不同B需氧型生物的细胞均有线粒体，植物细胞都有叶绿体C两者都含有磷脂、DNA和多种酶，叶绿体中还含有色素D两者都有内膜和外膜，叶绿体基质中一般还有基粒3将盛有一定浓度蔗糖溶液的透析袋口扎紧后浸于蒸馏水中，下图表示透析袋中蔗糖溶液浓度与时间的关系，正确的是（ ）4蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件应为（ ）A低温、干燥、低氧 B低温、湿度适中、低氧C高温、干燥、高氧 D高温湿度适中、高氧5香蕉成熟过程中。随着贮藏物质强烈水解并转化为还原糖，香蕉逐渐变甜，其呼吸速率变化如图中曲线a所示。图中合香蕉内还原糖含量变化趋势的曲线是（ ）A曲线1 B曲线2 C曲线3 D曲线46. 下列关于新陈代谢的叙述正确的是（ ）A糖类在生物体内氧化和体外燃烧都生成CO2和H2O，释放的能量也相等B运动员在100m赛跑时，腿部肌肉的能量供应主要来自此时所进行的有氧呼吸C淀粉是贮存能量的化合物，可以为植物细胞直接供能D在夏季晴朗的白天，温度适宜的条件下，绿色植物光合速率等于呼吸速率7右图表示在适宜的温度、水分和CO2条件下，两种植物光合作用强度的变化情况。下列说法错误的是（ ）A当光照强度增加到一定程度时，光合作用强度不再增加，即达到饱和BC3植物比C4植物光合作用强度更容易达到饱和CC4植物比C3植物光能利用率高D水稻是阴生植物，玉米是阳生植物8下列能鉴别野牛草是否为C4植物的简便方法是（ ）A制作叶表皮临时装片，观察气孔大小 B制作叶横切临时装片，观察叶脉结构C分离、测定叶片中各种色素的含量 D、用碘液测定叶片中淀粉的含量9生命活动中，酶是不可缺少的生物催化剂，以下四种酶的作用部位分别是（ ）转氨酶 解旋酶 肽酶 ATP水解酶A氨基、氢键、肽键、高能磷酸键 B氨基、氢键、羟基、腺苷C氢键、肽键、氨基酸、磷酸基团 D氨基、脱氧核苷酸、多肽、ATP10某同学为验证pH值对酶活性的影响，设计了如下表中的方法步骤。下列评价中不合理的（ ）A缺少正常pH值的对照组 B实验结果预期不正确C检验实验结果的试剂选择不恰当 D实验操作步骤的安排不合理二、非选择题11认识种子萌发过程中水分吸收变化规律，下图是种子萌发过程