第3单元-细胞的能量供应和利用-生物225

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2、元的光合作用和细胞呼吸两个方面的内容是高考中的重中之重，与酶特性的相关实验也是高考中经常考查的内容，复习过程中要强化这几方面的知识，让学生掌握透彻。 (2)酶的特性的复习，要结合无机催化剂的特点进行对比，同时要理解用曲线形式表示酶活性的意义；与酶特性相关的实验要对其原理、步骤、结果进行比较，并学会与酶相关的实验设计。,第三单元 使用建议,(3)对光合作用和细胞呼吸的复习，可以结合图文，将此过程形象化，便于学生的理解。 (4)归纳有关光合作用和细胞呼吸的实验设计，尤其是对相关的影响因素的控制，是实验设计中的重点，有关的坐标曲线图的分析可以在教学中重点体现。 2本单元分为3讲，建议共8课时完成，每

3、讲2课时，单元卷和讲评各1课时。,第8讲 酶与ATP,第8讲酶与ATP,第8讲 考点自主梳理,知识点一酶的作用和本质 1细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多_，统称为细胞代谢。 2活化能：分子从_转变为容易发生化学反应的_状态所需要的能量。,化学反应,常态,活跃,第8讲 考点自主梳理,降低活化能,活细胞,有机物,蛋白质,高效性,专一性,温度,pH值,知识点二酶的本质的探索过程 1巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。 3毕希纳：将酵母细胞研磨后获得提取液，也能引起发酵，他将引起发酵的物质称为_。 4萨姆纳：1926年用丙酮酸提取出了刀豆种子中的_，并证明了脲酶是_。 5切赫和奥特曼：2

4、0世纪80年代，发现少数_也具有催化功能。,第8讲 考点自主梳理,酵母细胞,某些物质,酿酶,酶,蛋白质,RNA,第8讲 考点自主梳理,知识点三生物体直接利用的能量ATP,直接,APPP,能量,吸能,放能,第8讲 考点自主梳理,问题导思 哪些生命活动由ATP直接供能？ 答案 肌肉收缩、神经冲动的传导、主动运输、胞吞、胞吐、DNA的复制、蛋白质的合成、生物体发光、生物体发电、暗反应合成有机物等。,第8讲 考向互动探究,探究考向一酶的作用特点、原理和特性 1功能：生物催化剂 (1)在催化某一反应时，与其他一般无机催化剂一样，能显著降低反应的活化能，提高反应速率，缩短达到平衡的时间，但并不改变反应的方

5、向和平衡常数。,图81 S(底物)E(酶)SE(中间结合物)E(酶)P(反应终产物),第8讲 考向互动探究,(2)反应前后酶的性质和数量均没有变化。 2酶催化作用的原理 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。增加活化分子的数量就能加快反应的速度。酶的催化作用就是降低反应的活化能，加快反应的速度。 3酶的特性 (1)酶具有高效性：酶的催化效率很高 实验设计及现象分析,第8讲 考向互动探究,第8讲 考向互动探究,实验过程中变量及对照分析 实验结论 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。 酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。,第8讲 考向互动

6、探究,(2)酶的专一性 用同一种酶催化两种不同物质 b用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶对二者的催化情况，从而探索酶的专一性。 (3)酶需要适宜的条件 酶的催化作用需要适宜的温度和pH，二者偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。高温、过酸、过碱或重金属盐等会导致酶活性丧失。,第8讲 考向互动探究,【说明】 (1)选择好检测反应物的试剂。如反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，检测反应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)保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。,第8讲 考向互动探

7、究,例12011海南卷关于酶的叙述，正确的是() A酶提供了反应过程所必需的活化能 B酶活性的变化与酶所处环境的改变无关 C酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失 D酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸 答案 解析 酶的作用是降低反应的活化能，A错；酶所处的环境的pH、温度等的改变可能导致酶活性的降低，B错；酶作为催化剂，在催化反应前后，自身不发生变化，D错。,第8讲 考向互动探究,解题技巧 绝大多数酶是蛋白质，酶的性质要和蛋白质的性质结合起来。引起蛋白质变性的因素也能引起酶的变性。 互动探究 将B选项改为“酶在细胞内、外都能起催化作用”，B选项对吗？ 答案 对，酶有胞内酶和胞外酶，与细胞

8、呼吸相关的酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等都是胞内酶，消化腺分泌的各种消化酶都是胞外酶，只要提供适宜的条件，胞内酶也能在细胞外发挥作用，胞外酶也能在细胞内发挥作用。,第8讲 考向互动探究,变式题2011海南卷某一不可逆化学反应(SPW)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。图82中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是() 图82 A甲 B乙 C丙 D丁,第8讲 考向互动探究,答案 D 解析 酶能降低反应活化能，催化效率高，反应物浓度能在短时间降到很低。,第8讲 考向互动探究,探究考向二与酶有关的曲线解读 1表示酶高效性的

9、曲线 图83 (1)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。 (2)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。,第8讲 考向互动探究,2表示酶专一性的曲线 图84 (1)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。 (2)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。,第8讲 考向互动探究,3影响酶活性的曲线 甲乙 丙 图85,第8讲 考向互动探究,(1)甲、乙曲线表明： 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。 在最适温度(pH)时，酶的催

10、化作用最强，高于或低于最适温度(pH)酶的催化作用都将减弱。 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。 (2)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。,第8讲 考向互动探究,4底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 甲乙(在底物足量情况下) 图86,第8讲 考向互动探究,(1)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。 (2)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。,第8讲 考向互动探究,例2 图87,

11、第8讲 考向互动探究,答案 C 解析,第8讲 考向互动探究,规律方法,第8讲 考向互动探究,互动探究 答案,第8讲 考向互动探究,变式题2011南昌三模图88表示在最适温度和最适pH条件下，反应物浓度等与酶促反应速率的关系。据图分析不正确的是() 图88,第8讲 考向互动探究,A曲线a可表示酶量减少后的底物浓度和反应速率关系 B限制曲线b的AB段反应速度的主要因素为反应物浓度 C形成曲线c的原因可能是乙点时酶量增加或适当升温所致 D若适当升高温度条件下重复该实验，图中A点位置将下移,第8讲 考向互动探究,答案 解析 反应速率可以用单位时间内生成物的增加量或反应物的减少量来表示，曲线a反应速率最

12、低，说明其酶量低，限制反应速率的是酶的浓度，曲线b的AB段，随着反应物浓度增加，反应速率增加，表明限制反应速率的是反应物浓度。曲线c在B点后反应速率上升，表明此时加大了酶浓度，但不可能是升高温度，因为本实验是在最适温度和pH条件下进行的，升高温度只会使反应速率下降，故C错误，D正确。,第8讲 考向互动探究,探究考向三ATP与ADP的相互转化 1ATP与ADP的相互转化 ATP分子中，远离A的那个高能磷酸键容易水解和重新生成，这对于细胞中能量的捕获、贮存和释放非常重要。ATP在细胞内含量并不多，但可迅速转化循环利用。如图89所示：,第8讲 考向互动探究,ATP的合成和水解比较如下：,第8讲 考向

13、互动探究,【特别提醒】从表上可看出，ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。但物质是可循环利用的。,第8讲 考向互动探究,2ATP的生成与利用,第8讲 考向互动探究,例3在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，该现象能够说明() ATP中远离A的磷酸基团容易脱离部分32P标记的ATP是重新合成的ATP是细胞内的直接能源物质 该过程中ATP既有合成又有分解 A B C D,第8讲 考向互动探究,答案 C 解

14、析在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，部分ATP的末端P已带上放射性标记，但含量变化不大，说明ATP既有合成又有分解。 互动探究 ATP中的“A”和RNA中的“A”相同吗？ 答案 不同。ATP中的“A”是指腺苷，由一分子核糖和一分子腺嘌呤组成，而RNA中的“A”只指腺嘌呤，ATP脱去两个磷酸基团后，就成为RNA的基本组成单位之一。,第8讲 考向互动探究,变式题下列有关ATP的叙述，不正确的是() A人体成熟的红细胞在O2充足时也只能通过无氧呼吸产生ATP BATP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 CATP是生命活动的直接能源物质，其中两

15、个高能磷酸键都易断裂易形成 DATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”表示的不是同一物质,第8讲 考向互动探究,答案 解析 成熟红细胞中没有线粒体，只能进行无氧呼吸产生ATP，A正确；植物光反应中生成的ATP中的能量来自光能，细胞呼吸中生成的ATP中的能量来自有机物中稳定的化学能，ATP中的能量也可以转化为光能和化学能；ATP中只有远离A的那个高能磷酸键容易断裂也容易形成，C错误；ATP中的“A”表示腺苷，RNA中的“A”表示腺嘌呤，D正确。,第8讲 考向互动探究,第8讲 实验方略展示,探究影响酶活性的因素 1温度对酶活性的影响 (1)原理解读 温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液

16、，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。,(2)实验设计程序 取淀粉、淀粉酶分别放入试管 各自在所控制的温度下处理一段时间 淀粉与相应温度的淀粉酶混合 在各自所控制的温度下保温一段时间 滴加碘液，观察颜色变化,第8讲 实验方略展示,【特别提醒】(1)本实验不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解，因为过氧化氢酶催化的底物是过氧化氢。在加热的条件下分解也会加快。 (2)本实验不宜选用斐林试剂鉴定，温度是干扰条件。 (3)本实验中第、步一定不能颠倒顺序，否则会使实验失败，即先控制条件再混合。 2pH对过氧化氢酶活性的影响 (1)原理解读 2H2O22H2OO2 pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成

17、量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。,第8讲 实验方略展示,(2)实验设计,第8讲 实验方略展示,【特别提醒】(1)实验程序中2、3步一定不能颠倒，否则实验失败。 (2)注意实验步骤的顺序：必须先将酶置于不同环境条件下(不同pH或不同温度)，然后再加入反应物。 (3)注意选择检验实验结果的试剂,第8讲 实验方略展示,第8讲 实验方略展示,3.斐林试剂检测的砖红色深浅可以定性地表示生成物的多少。 【方法例析】实验过程中变量的控制 实验中的变量是指实验中可被操纵的特定因素或条件，实验设计中的变量控制是实验的重要环节，对照实验中的变量有4种，即自变量、因变量、无关变量和额外

18、变量。 1自变量和因变量 自变量也叫实验变量，是实验中人为改变的因素或条件；因变量也叫反应变量，是指实验中由于自变量所引起的变化或结果。,第8讲 实验方略展示,一般说来，自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系，可用一函数表示：yf(x)，其中y是因变量，x是自变量；实验的目的在于分析和解释这种因果关系，其中自变量是单一的，因此可以说明因变量的差异是由于自变量造成的。如探究pH对过氧化氢酶活性的影响，酶溶液的pH就是自变量，而酶活性的大小(用产生气泡的多少表示)就是因变量。,第8讲 实验方略展示,2无关变量和额外变量 无关变量也叫控制变量，是指实验中除自变量以外的影响实验结果的其他因素或条

19、件；额外变量也叫干扰变量，是指实验中由无关变量所引起的变化和结果，无关变量和额外变量也具有因果关系，但无关变量并不是实验中所要研究的因素，因而在实验中要对无关变量进行控制，以消除无关变量对实验结果的影响。,第8讲 实验方略展示,3,第8讲 实验方略展示,在【例4】实验中，过氧化氢溶液的浓度、溶液的量、肝脏研磨液滴加的量及新鲜程度、缓冲液的浓度、缓冲液的量等都是无关变量，这些变量同样会影响气泡产生的数量，因而各实验组中这些无关变量必须是等同的，以抵消这些因素所引起的额外变量，当实验过程中无关变量产生差异时，就无法说明因变量的不同只是由自变量引起的，因而实验过程中对无关变量的控制也是实验能否成功的

20、关键。,第8讲 实验方略展示,例42011合肥三模,第8讲 实验方略展示,第8讲 实验方略展示,图810,第8讲 实验方略展示,答案,第8讲 实验方略展示,解析 易错易混,第8讲 实验方略展示,变式题2011全国卷 某同学从温度为5565 的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题： (1)测定脂肪酶活性时，应选择_作为该酶作用的物质，反应液中应加入_溶液以维持其酸碱度稳定。 (2)要鉴定该酶的化学本质，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_。 (3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。,第8讲 实验方略展示,答

21、案 (1)脂肪缓冲(2)蛋白质 (3)在一定温度范围(包括5565)内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度，否则扩大温度范围，继续试验，直至出现峰值。,第8讲 实验方略展示,解析 脂肪酶能催化脂肪水解成甘油和脂肪酸，因此反应的底物是脂肪，在反应液中加入缓冲溶液能够维持其酸碱度的稳定，避免酶的活性受到pH变化的影响；蛋白质与双缩脲试剂会发生紫色反应，由此推断该酶的本质是蛋白质；测定酶催化作用的最适温度，就要在一定温度范围内设置一系列温度梯度，由于该酶来自一种细菌，而这种细菌是在温度为5565的泉水中筛选出的，因此可将实验的温度范围设为

22、5565，在这个范围内设置温度梯度，如果处理的结果出现峰值，说明在这个温度范围内存在最适值，如果没有出现峰值，则可适当放大温度范围，继续设置温度梯度，寻找最适温度。,第8讲 实验方略展示,第8讲 备用习题,备选理由 本题涉及影响过氧化氢分解的因素，可作为例1的补充试题。 1图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是(),A若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶 B若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的速率加快 C一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限 D为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量 答案 解析 土豆细胞中有过氧化氢酶，能催化过氧化氢分解成水和

23、氧气，过氧化氢的量一定时，生产氧气的量是一定的，与酶的量无关，增加土豆片时，酶量增加，氧气的生产速率会加快，但生产氧气的量不变。,第8讲 备用习题,备选理由 本题涉及三种曲线图，读懂曲线图的含义是解答本题的关键，可以作为例2的补充试题。 22011台州模拟下图分别表示温度、pH与酶活性的关系，下列叙述不正确的是(),第8讲 备用习题,A曲线A表示酶与温度的关系， b点所对应的温度表示该酶的最适温度 B曲线B可以表示人体内胃蛋白酶的活力 C曲线C可以表示人体内胰蛋白酶的活力 D曲线D可以表示为胃蛋白酶的酶促反应从80不断降温至0的实验中测得的反应物量的变化 答案 D,第8讲 备用习题,备选理由

24、本题结合光合作用和细胞呼吸的知识考查ATP的来源，题目综合性强，且有一定难度，可以作为例3题的补充。 3下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中，正确的是() A. 线粒体能为叶绿体提供CO2和ATP B叶绿体和线粒体都有ATP合成酶，都能合成ATP C无光条件下，线粒体和叶绿体都产生ATP D适宜光照下，叶绿体和线粒体合成的ATP都需要O2,第8讲 备用习题,答案 解析 线粒体是细胞呼吸的场所，能产生CO2和ATP，能为叶绿体提供CO2 ，不提供ATP，A错；叶绿体能进行光合作用产生ATP，线粒体是细胞呼吸的场所能产生ATP，所以叶绿体和线粒体都有ATP合成酶，都能合成ATP，B对；无光条件下，叶绿

25、体不能进行光反应，不产生ATP，能进行呼吸，线粒体产生ATP，C错；适宜光照下，叶绿体能进行光反应产生ATP，不需要O2，线粒体在有氧呼吸第三阶段产生ATP时有O2参与，D错。,第8讲 备用习题,备选理由 本题利用酵母提取液的实验考查酶的专一性，可以作为例4的补充题。 4以下实验不能说明(),第8讲 备用习题,A酵母提取液含有蔗糖酶 B酶具有专一性 C蔗糖不是还原糖 D高温使酶失活 答案 D,第8讲 备用习题,第9讲 细胞呼吸,第9讲细胞呼吸,第9讲 考点自主梳理,知识点一细胞呼吸的方式 1细胞呼吸的概念：有机物在细胞内经过一系列的_，生成二氧化碳或其他产物，释放出_并生成_的过程。 2细胞呼

26、吸的实质：氧化分解_，释放_。 3细胞呼吸的意义：为生物体的生命活动_，为体内其他化合物的合成_。,氧化分解,能量,ATP,有机物,能量,提供能量,提供原料,第9讲 考点自主梳理,4探究酵母菌细胞呼吸的方式 (1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于_。 (2)检测酵母菌在细胞呼吸中是否产生二氧化碳可使用澄清的石灰水或_，其中后者颜色变化过程为由蓝变_再变_。 (3)检测是否产生酒精可使用橙色的_溶液，其在酸性条件下与酒精发生反应，变为_。,兼性厌氧菌,溴麝香草酚蓝,绿,黄,重铬酸钾,灰绿色,第9讲 考点自主梳理,概念辨析 1细胞呼吸只在细胞内进行。() 2细胞呼吸释放的能量大多数可被细胞直

27、接利用。() 答案 1 解析 细胞呼吸依靠一系列的呼吸氧化酶，催化有机物逐步分解，并释放能量，由于呼吸氧化酶只存在于细胞内，因而细胞呼吸只能在细胞内进行。 答案 2 解析 细胞呼吸所释放的能量大多数以热能的形式散失，少数转移到ATP中，供生命活动利用。细胞呼吸释放的能量均不能被细胞直接利用。,第9讲 考点自主梳理,知识点二有氧呼吸,氧,彻底,多种酶,二氧化碳和水,6CO212H2O,第9讲 考点自主梳理,细胞质基质,2C3H4O3,线粒体基质,6CO2,线粒体内膜,H2O,第9讲 考点自主梳理,4特点：在温和条件下进行，能量_释放、部分能量储存于ATP中。 问题导思 有氧呼吸三个阶段相同的产物

28、是什么？ 答案 ATP,逐步,第9讲 考点自主梳理,知识点三无氧呼吸 1概念：细胞在_条件下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物分解为_氧化产物，同时产生_能量的过程。,无氧,不彻底,少量,2C2H5OH,2C3H6O3,第9讲 考点自主梳理,2C3H4O3,细胞质基质,第9讲 考点自主梳理,问题导思 答案,第9讲 考向互动探究,探究考向一有氧呼吸和无氧呼吸过程的比较,第9讲 考向互动探究,【特别提醒】 1不同生物无氧呼吸的产物不同，其原因在于催化反应的酶不同。动物和人体无氧呼吸的产物是乳酸。微生物的无氧呼吸也称为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。 2原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行

29、有氧呼吸，其细胞膜的内表面含有与有氧呼吸有关的呼吸酶。 3有氧呼吸的三个阶段均有ATP产生，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。 4产生CO2不是判断细胞呼吸类型的必要条件，因为酒精发酵也会产生CO2。但是只要呼吸作用产生水，就可以确定是有氧呼吸。,第9讲 考向互动探究,5呼吸作用产生的能量大部分以热能形式散失，对恒温动物而言，可用于维持体温。 6无氧呼吸为原始的呼吸方式，有氧呼吸是进化的呼吸方式，进行有氧呼吸的生物，仍然保留有无氧呼吸的方式，但不能在无氧的环境下生存(兼性厌氧的生物除外)。,第9讲 考向互动探究,例1 图91,第9讲 考向互动探究,答案 D 解析,第9讲 考向互动探究,易错易混

30、互动探究 给某动物提供含18O的氧气，其呼吸产物中哪一种含18O? 答案 有氧呼吸过程中生成的水，是H和氧气结合形成的，其中的氧元素全部来自氧气。因而水中含18O。,第9讲 考向互动探究,变式题2011海南卷细胞内糖分解代谢过程如图92所示，下列叙述错误的是() 图92,第9讲 考向互动探究,A植物细胞能进行过程和或过程和 B真核细胞的细胞质基质中能进行过程和 C动物细胞内，过程比过程释放的能量多 D乳酸菌细胞内，过程产生H，过程消耗H 答案 解析 过程表示细胞呼吸第一阶段，过程表示有氧呼吸第二、第三阶段，、分别表示两种不同类型的无氧呼吸。马铃薯块茎能进行过程和，苹果果实能进行过程和，A正确；

31、有氧呼吸第三阶段能产生大量ATP，C正确。真核细胞内，过程在线粒体中进行，B错误。,第9讲 考向互动探究,探究考向二,第9讲 考向互动探究,第9讲 考向互动探究,【特别提醒】 1CO2释放量、O2吸收量、酒精量都是指物质的量，单位是摩尔。 2以上的根据是葡萄糖有氧呼吸和无氧呼吸的方程式，不包括其他有机物质。,例2,第9讲 考向互动探究,答案 解析,第9讲 考向互动探究,解题技巧 互动探究 在有氧呼吸和无氧呼吸条件下，哪种情况下消耗的葡萄糖速率快？ 答案 由于无氧呼吸过程中产生的能量少，无氧呼吸消耗的葡萄糖速率更快。,第9讲 考向互动探究,变式题在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2

32、和O2体积变化的相对值如下表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是() Aa条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 Bb条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 Cc条件下，无氧呼吸最弱 Dd条件下，产生的CO2全部来自线粒体,第9讲 考向互动探究,答案 解析 a条件下仅有无氧呼吸，呼吸产物除CO2外还有酒精，不产生乳酸；b条件下，既有有氧呼吸又有无氧呼吸，有氧呼吸消耗体积为3的O2，产生体积为3的CO2，消耗葡萄糖相对量为0.5，无氧呼吸产生体积为5的CO2，消耗葡萄糖相对量为2.5；c条件下，有氧呼吸CO2释放量为4，无氧呼吸CO2释放量为2，故无氧呼吸不是最弱，最弱应为零；d条件下只有

33、有氧呼吸，无氧呼吸为零，产生的CO2全部来自线粒体。,第9讲 考向互动探究,探究考向二影响细胞呼吸的因素及应用 1内因：遗传因素(决定酶的种类和数量) (1)不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。 (2)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。 (3)同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。,第9讲 考向互动探究,第9讲 考向互动探究,2外因环境因素 (1)温度 图94,第9讲 考向互动探究,温度影响呼吸作用，主要是通过影响呼吸酶的活性来实现的。呼吸速率与温度的关系如图94。 生产上常用这一原

34、理在零上低温下贮藏水果、蔬菜。在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降低温度，降低呼吸作用，减少有机物的消耗，提高产量。 (2)O2的浓度 在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；浓度为10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为10%以上，只进行有氧呼吸(如图95)。,第9讲 考向互动探究,图95,第9讲 考向互动探究,生产中常利用降低氧的浓度抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。 (3)CO2 CO2是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用，实验证明，在CO2浓度升高到1%10%时，呼吸作用明显被抑制。(如图96) 图96,第9讲 考向互动探究,(4)水 在一定范围内，呼吸速率随

35、含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。 3呼吸作用原理在实践中的应用 (1)中耕松土促进作物根细胞呼吸作用； (2)风干种子降低种子含水量，减弱种子细胞呼吸作用，延长保存时间； (3)低温、低氧、适宜湿度蔬果保鲜； (4)去除作物变黄的叶片减少有机物的消耗以提高作物产量。,第9讲 考向互动探究,(5)大田中施用农家肥利用微生物的分解作用，产生二氧化碳，增强光合作用效率。 (6)人体剧烈运动肌肉酸痛肌肉细胞无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸痛。 (7)植物水淹后烂根根细胞无氧呼吸产生酒精，酒精的毒害作用使根细胞死亡。 【特别提醒】种子、蔬菜和水果的储存都应在低温和低氧条件下，不同的是种子的储存还要

36、保持干燥，控制好种子的含水量，而蔬菜和水果的储存应保持一定湿度。,例32011海南卷关于细胞呼吸的叙述，正确的是() A种子风干脱水后呼吸强度增强 B植物被水淹可导致根系发生无氧呼吸 C破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖 D小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱 答案 解析 种子风干脱水后呼吸强度减弱，利于贮藏，A错；破伤风杆菌为严格厌氧菌，在无氧条件下才能大量繁殖，C错；小麦种子萌发过程中代谢旺盛，有氧呼吸逐渐增强，D错。,第9讲 考向互动探究,规律方法 高中生物学涉及的只能进行无氧呼吸的生物主要有：破伤风杆菌、甲烷菌、乳酸菌、肠道寄生虫(如蛔虫、钩虫等)。 互动探究 种子萌发过程中有机物的种类、

37、干重、鲜重、含水量及呼吸类型的变化情况是怎样的？ 答案 种子萌发过程首先要吸水膨胀，然后将子叶或胚乳中贮存的有机物氧化分解，释放能量，分解过程中的中间产物能转变成其他物质，参与构成新的细胞，因而干重减少、鲜重增加，有机物的种类增加；萌发初期以无氧呼吸为主，之后有氧呼吸逐渐加强。,第9讲 考向互动探究,变式题2011青岛一模在如图97为不同温度下金鱼的代谢率(耗氧量)与氧分压的关系图。据图不能得出的结论是 () 图97,第9讲 考向互动探究,A在一定范围内，代谢率随氧分压下降而下降 B25 环境中金鱼的代谢率比15 环境中的高 C代谢率最大时的最低氧分压随温度不同而不同 D氧分压超过一定范围后，

38、代谢率不再随氧分压增加而增加 答案 解析 金鱼的代谢率(耗氧量)除受温度影响外，还受氧分压影响。在25 时，若氧分压很低，则其代谢率也将很低。,第9讲 考向互动探究,第9讲 实验方略展示,探究酵母菌的呼吸方式 1实验原理 (1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2。 (2)CO2可使澄清的石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 (3)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。,2实验流程,第9讲 实验方略展示,第9讲 实验方略展示,【特别提醒】 1通入A瓶的空气中不能

39、含有CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致 2B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B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。,第9讲 实验方略展示,【方法例析】对比实验和对照实验 1对比实验：不设置对照组，而是设置两个或两个以上的实验组，通过对实验结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫对比实验，这样的对照方法也叫相互对照。如探究酵母菌细胞呼吸方式的实验，有氧和无氧条件下的实验结果都是未知的，通过两个实验结果的对比可以得出氧气对细胞呼吸的影响。 2对照实验：设置对照组和实验组，

40、对照组的实验结果一般是已知的，对照组主要起消除或减少实验误差，鉴别实验中的处理因素和非处理因素的差异等作用。常用的对照方式有：,第9讲 实验方略展示,(1)空白对照：空白对照是不给对照组以任何处理因素。 (2)条件对照：指虽给实验对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。 (3)自身对照：指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组，向一组实验对象施加一个或数个因子，然后测量其前后的变化，这种实验又叫单组实验法。 (4)相互对照：不设对照组，通过几个实验组相互对照，这种实验也就是对比实验。,第9讲 实验方略展示,例4,第9讲 实验方略展

41、示,第9讲 实验方略展示,第9讲 实验方略展示,答案,第9讲 实验方略展示,第9讲 实验方略展示,解析,第9讲 实验方略展示,规律方法,第9讲 实验方略展示,互动探究,第9讲 实验方略展示,变式题学生将葡萄糖和酵母菌溶液放入一个保温瓶中，并用带有两个孔的塞子封口，酵母菌葡萄糖溶液的温度随时间慢慢地升高，指示剂的颜色也开始改变(该指示剂遇酸变红)。下列判断不正确的是() 图99,第9讲 实验方略展示,A保温瓶内的温度将随时间慢慢地升高 B保温瓶中氧气的含量对酵母菌呼吸作用的方式有重要的影响 C实验可用来测定酵母菌呼吸作用释放热量的变化 D指示剂变色的情况与保温瓶中空气的量无关，与葡萄糖的量有关

42、答案 解析 酵母菌是兼性厌氧型微生物，有氧呼吸产生水和二氧化碳，无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，但有氧呼吸产生的二氧化碳和能量多，指示剂变色的情况与空气的量和葡萄糖的量都有关。,第9讲 实验方略展示,第9讲 备用习题,备选理由 本题通过实验考查有氧呼吸的过程，有一定难度，可作为例1题的补充。 1提取鼠肝脏细胞的线粒体为实验材料，向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量较大；当注入葡萄糖时，测得氧的消耗量几乎为零；同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大。对上述实验结果的解释不正确的是(),A丙酮酸彻底分解和水的生成过程都是在线粒体内进行的 B在线粒体内不能完成葡萄糖的分解，但能完成丙酮

43、酸的分解 C葡萄糖分解成丙酮酸是在细胞质基质中完成的 D有氧呼吸中，水的参与和生成都是在细胞质基质中进行的 答案 解析 细胞质基质内进行的是第一阶段葡萄糖的分解，由葡萄糖分解为丙酮酸。线粒体里进行的是第二阶段和第三阶段，水参与第二阶段的化学反应，而水的生成则发生在第三阶段。,第9讲 备用习题,备选理由 本题通过图表反映细胞呼吸过程中氧气的吸收量和二氧化碳的释放量，有别于柱形图的形式，训练学生从图表中获取信息的能力，可作为例2题的补充。 2将一些苹果储藏在密闭容器中，较长时间后会闻到酒香。若细胞呼吸的底物都是葡萄糖，当通入不同浓度的氧气时，其O2的消耗量和CO2的产生量如表所示，则下列叙述错误的

44、是(),第9讲 备用习题,A.氧浓度为a时，苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行 B氧浓度为c时，苹果产生C2H5OH的量为0.6 mol/min C氧浓度为d时，消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精发酵 D氧浓度为b时，较适宜于苹果的储藏 答案 C 解析 通过计算，氧气浓度为d时，CO2释放量O2吸收量43，有氧呼吸消耗葡萄糖的量和无氧呼吸消耗的量相等，都为0.4 mol/min。,第9讲 备用习题,第10讲 能量之源光与光合作用,第10讲能量之源光与 光合作用,第10讲 考点自主梳理,知识点一捕获光能的色素和结构,纸层析,蓝绿,黄绿,红光,蓝紫光,胡萝卜,叶黄,蓝紫,第10讲 考点自主梳理,双层,

45、暗反应,类囊体,色素,光反应,光合作用,第10讲 考点自主梳理,概念辨析 1 () 2与光合作用相关的酶都分布在叶绿体基质中() 3色素分子能吸收、传递、转换光能，分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中() 答案 1 解析 答案 2 解析 与光合作用相关的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中。,第10讲 考点自主梳理,答案 3 解析 色素分子只分布在类囊体薄膜上，叶绿体基质中不存在色素分子。,第10讲 考点自主梳理,知识点二光合作用的原理及化能合成作用 .探究历程：1771年普利斯特利(英)1779年英格豪斯(荷)1845年梅耶(德)1864年萨克斯(德)1880年恩格尔曼(美)1939年鲁宾、卡门(美)

46、 3.过程 (1)光反应 条件：_、色素、酶、ADP、Pi、NADP 场所：叶绿体_上,原料,(CH2O),光,O2,光,类囊体薄膜,第10讲 考点自主梳理,1/2O2,ATP,叶绿体基质,固定,还原,ATP,有机物,第10讲 考点自主梳理,(3)意义 制造有机物 将光能转化为_能，储存在有机物中 以上由说明光合作用是最基本的_代谢和_代谢 维持大气中O2与CO2相对稳定 促进_：无氧呼吸生物有氧呼吸生物 水生生物O2O3(形成臭氧层)陆地生物 4应用：提高农作物产量措施(如控制光照强弱和温度 的高低，提高CO2浓度) 5化能合成作用：利用体外环境中某些_所释放的能量合成有机物,化学,物质,能

47、量,生物进化,无机物氧化,第10讲 考点自主梳理,问题导思 答案,第10讲 考向互动探究,探究考向一光合作用的探究历程,第10讲 考向互动探究,【特别提醒】萨克斯实验中黑暗处理的目的：消耗掉叶片中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照，检验试剂为碘蒸气，检验前用酒精处理，目的是溶解色素；恩格尔曼选用水绵做实验材料的好处：叶绿体大呈带状，便于观察，所用细菌为好氧细菌；鲁宾、卡门用的实验方法为示踪原子法(同位素标记法)。 (1)萨克斯：自身对照，自变量为是否照光(一半曝光与另一半遮光)，因变量为叶片是否制造出淀粉。 (2)鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(H218O与C18O2)，因变量为O2的放射

48、性。 (3)普利斯特利：密闭的玻璃罩是否加植物为自变量，蜡烛燃烧时间或小鼠存活时间为因变量。,第10讲 考向互动探究,例1下列有关探究光合作用过程的叙述，正确的是() A将充分暗处理的天竺葵叶片一半遮光，光照一段时间后用碘处理，遮光部分变蓝色 B载有水绵和好氧细菌的装片，用透过三棱镜的光照射一段时间后，绿光区聚集的好氧细菌最多 C向小球藻提供H218O和CO2，光照一段时间后，释放的氧气含18O D向小球藻提供14CO2，光照一段时间后，14C5化合物先于14C3化合物出现,第10讲 考向互动探究,答案 解析 天竺葵遮光部分不能合成淀粉，碘处理后不变蓝；叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光，几乎不吸

49、收绿光，因而在绿光区聚集的好氧细菌最少；光合作用过程中释放的氧气中的氧元素来自水，故C正确；向小球藻提供14CO2，14CO2被C5化合物固定生成2分子C3化合物，最先出现放射性的应是14C3化合物。,第10讲 考向互动探究,易错解惑 本题容易错选D，二氧化碳的固定是二氧化碳和五碳化合物反应生成2分子三碳化合物的过程，二氧化碳中的碳原子首先进入三碳化合物中，五碳化合物是反应物而不是生成物。 互动探究 如何证明叶绿体中的色素分子主要吸收红光和蓝紫光？ 答案 将载有水绵和好氧细菌的装片，用透过三棱镜的光照射一段时间后，在红光和蓝紫光区域聚集的好氧细菌最多(如下图)，表明这两个区域产生的氧气量最多，

50、光合作用最强，同时也说明红光和蓝紫光是光合作用有效的光，色素分子主要吸收这两种光。,第10讲 考向互动探究,第10讲 考向互动探究,变式题下列关于光合作用的探究历程的叙述，不正确的是() A萨克斯让叶片在暗处放置几小时，然后一半遮光、一半曝光处理，得出光合作用需要光照才能进行的结论 B恩格尔曼以好氧细菌和水绵为实验材料进行实验，得出氧气是由叶绿体释放出来的结论 C梅耶根据能量转化和守恒定律，指出植物在进行光合作用时把光能转换成化学能储存起来 D鲁宾和卡门利用放射性同位素标记法，证明光合作用释放的氧气来自水,第10讲 考向互动探究,答案 解析 萨克斯的实验是为了探究出光合作用的产物是什么，而不是

51、光合作用需要光。他的实验证明光合作用产生淀粉，还证明光合作用需要光。,第10讲 考向互动探究,探究考向二分析光合作用的过程 1光合作用过程图解 图101 光合作用中释放的氧气，其中的氧元素都来自于水，二氧化碳中的碳元素首先进入C3，然后进入(CH2O)，如下列方程式所示：,第10讲 考向互动探究,2光反应和暗反应的比较,第10讲 考向互动探究,第10讲 考向互动探究,【知识拓展】当外界因素中光照强度、CO2浓度骤然变化时，短时间内将直接影响光合作用过程中C3、C5、H、ATP及(CH2O)生成量，进而影响叶肉细胞中这些物质的含量，它们的关系归纳如下,第10讲 考向互动探究,3.各种色素的吸收光

52、谱 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，绿光几乎不被吸收，被反射出来，因而叶片呈绿色。,第10讲 考向互动探究,例22011课标全国卷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，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如图102所示。 图102,第10讲 考向互动探究,回答问题： (1)图中物质A是 _。(C3化合物、C5化合物) (2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是_； 将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是_。 (3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.

53、003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的_(低、高)。 (4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的_(高、低)，其原因_。,第10讲 考向互动探究,答案 (1)C3化合物 (2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5化合物的含量稳定。根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍当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 (3)高 (4)低CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需ATP和H少 解析 由题图可知，在光照等条件适宜的情况下将1%CO2浓度中

54、培养的某植物迅速转移到0.003%CO2浓度环境中，由于CO2减少会导致短时间内C3 化合物减少、C5化合物上升。在1%CO2浓度环境中，暗反应卡尔文循环中C3和C5化合物,第10讲 考向互动探究,合成速率达到稳定，且在反应物质比例上C3化合物是C5化合物两倍，而将CO2浓度从1%降到0.003%后，短时内C5化合物的来路不变、去路减少，故浓度升高。若继续处于0.003% CO2浓度中，由于缺少CO2，一段时间后暗反应达到稳定时光反应速率也下降，最终C3化合物浓度总是比C5化合物浓度高。若0.003%CO2浓度与1%CO2浓度条件下光合作用相比较，暗反应强度降低，所需的光反应产物ATP和H也下

55、降，植物达到最大光合速率时所需的光照强度也较低。,第10讲 考向互动探究,互动探究 若将处于0.003%CO2浓度中的植物又移回到1%CO2浓度环境中去，其他条件不变，H和ATP的含量变化怎样？ 答案 此时由于CO2的增加，C3合成增加，从而消耗了更多的H和ATP，因而H和ATP的含量会减少。,第10讲 考向互动探究,变式题2011聊城二模图103为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中含量的变化将会是() 图103 Aa上升、b下降 Ba、b都上升 Ca、b都下降 Da下降、b上升,第10讲 考向互动探究,答案 解析 由图解可

56、知a 和b为光反应的产物，a为H，b为ATP。c为CO2，突然将CO2降至较低水平时，CO2的固定受到阻碍，三碳化合物减少，有机物的合成减少，利用于光反应的产物减少，所以a、b都上升。,第10讲 考向互动探究,探究考向三影响光合作用的因素及应用 1单因子外界因素的影响 (1)光照强度 图104,第10讲 考向互动探究,曲线分析 aA点光照强度为零，只进行细胞呼吸，A点即表示植物呼吸速率。 bAB段表明随光照强度加强，光合作用逐渐加强，呼吸作用释放的CO2有一部分用于光合作用，所以纵坐标CO2释放量逐渐减少；到B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度，B点称为

57、光补偿点，阴生植物光补偿点左移(如虚线所示)。 cBC段表明随光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。C点对应的光照强度称为光饱和点，C点对应的CO2吸收值表示表观光合速率。,第10讲 考向互动探究,d真正光合速率表观光合速率呼吸速率。 应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置、合理采伐，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。 光照强度影响光合作用强度的实验 a实验流程 打出小圆形叶片(30片)抽出叶片内气体叶片沉水底对照实验及结果,第10讲 考向互动探究,第10讲 考向互动探究,b实验结论：在一定范围内，随着光照

58、强度的增强，光合作用强度也不断增强。 (2)CO2浓度 图1图2 图105,第10讲 考向互动探究,曲线分析：图1中A点表示CO2补偿点，即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度，图2中A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B点所对应的CO2浓度都表示CO2饱和点。 应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用速率。 (3)矿质元素 图106,第10讲 考向互动探究,曲线的含义：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难从而导致光合作用速率下降。 应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时地、适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用。 (4)温度 图107,第10讲 考向互动探究,曲线分析：温度是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用速率的。 应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。,第10讲 考向互动探究,2多因子外界因素对光合作用速率的影响 图108,第10讲 考向互动探究,(1)曲线分析 P点前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。 P点到