必修一 第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用

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1、第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用（酶、ATP、呼吸作用、光合作用） 第一節(jié) 酶 1. 引入 2. 實(shí)驗(yàn)：比較H2O2在不同條件下的分解 ①細(xì)胞代謝中會(huì)產(chǎn)生對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，如H2O2；②檢驗(yàn)方式：將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別放入3號(hào)和4號(hào)試管內(nèi)液面上方，觀察哪只衛(wèi)生香燃燒猛烈 3. 控制變量：實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素稱變量。人為改變的變量叫做自變量；隨著自變量而變化的變量稱為因變量；除自變量外的變量稱為無關(guān)變量。 4. 活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量稱為活化能。同無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。 5. 酶的本質(zhì)：*①關(guān)于酶本質(zhì)的探索；②

2、酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)（少量是RNA）。 6. 酶的特性：高效性、專一性、作用條件比較溫和 注意：高溫中酶的結(jié)構(gòu)會(huì)遭到破壞。 7. 實(shí)驗(yàn)：影響酶活性的條件（溫度、pH值） ①酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率稱為酶活性；唾液的pH為6.2~7.4，胃液的pH為0.9~1.5 ②溫度作為自變量：①把淀粉和淀粉酶分別在相同的溫度下處理一段時(shí)間；②淀粉與相應(yīng)溫度的淀粉酶混合；③在各自所處的溫度下保溫一段時(shí)間；④滴加碘液，觀察顏色變化 ③pH作為自變量：改變相同劑量的H2O2溶液的pH值，然后滴加H2O2酶，檢測O2產(chǎn)生的速率。 8. 生活中的酶：①加酶洗衣粉中的

3、酶比一般的酶穩(wěn)定性強(qiáng)；②溶菌酶能溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁；③果膠酶能分解果肉細(xì)胞壁，提高果汁產(chǎn)量。 第二節(jié) ATP 細(xì)胞的能量“通貨” 1. ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫；結(jié)構(gòu)簡式：A－P～P～P，其中：A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，～代表高能磷酸鍵，－代表普通化學(xué)鍵。 注：ATP去掉兩個(gè)兩個(gè)磷酸基團(tuán)后是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的組成單位。 2. ATP和ADP的轉(zhuǎn)化： ATP的合成 ATP的水解 反應(yīng)式 能量來源 光能（光合作用）；化學(xué)能（細(xì)胞呼吸） 儲(chǔ)存在“~”中的能量 反應(yīng)場所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體 生物體的需能部位 3. ATP的作用：①細(xì)胞分

4、裂 ②物質(zhì)運(yùn)輸 ③蛋白質(zhì)的合成 ④肌肉細(xì)胞收縮 ⑤生物發(fā)電等等 第三節(jié) 細(xì)胞呼吸 1. 實(shí)驗(yàn)：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式 ①酵母菌在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌 ②CO2的檢測：①澄清石灰水；②溴麝香草酚藍(lán)溶液，顏色變化是：由藍(lán)變綠再變黃； ③酒精的檢測：橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下，與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。 2. 對(duì)比試驗(yàn)：設(shè)置兩個(gè)或以上的實(shí)驗(yàn)組，通過結(jié)果的比較分析，來進(jìn)行探究。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果都是事先未知的。 3. 有氧呼吸 ① 反應(yīng)式： ② 過程 場所 發(fā)生反應(yīng) 產(chǎn)能情況 第一階段 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 少量ATP 第二階段 線粒

5、體基質(zhì) 少量ATP 第三階段 線粒體內(nèi)膜 大量ATP ③ 注：第一二階段產(chǎn)生的[H]用于第三階段與O2結(jié)合生成水，生成的H2O中的氧全部來自02 4. 無氧呼吸 ① 產(chǎn)生酒精反應(yīng)式： ② 產(chǎn)生乳酸反應(yīng)式： ③ 過程：第一階段與有氧呼吸完全相同，第二階段的產(chǎn)物是酒精和CO2或乳酸，其過程都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行。 5. 影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素及應(yīng)用 ① 呼吸速率與溫度的關(guān)系：溫度影響與細(xì)胞呼吸有關(guān)的酶的活性。 ② 呼吸速率與氧氣濃度的關(guān)系： 應(yīng)用：儲(chǔ)藏水果、蔬菜、種子時(shí)降低O2的濃度，以減少有機(jī)物消耗O2，但不能無O2，否則產(chǎn)生酒精，導(dǎo)致腐爛。 呼吸強(qiáng)度 溫度

6、 第四節(jié) 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（一） 1. 實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取與分離 ① 流程：提取色素（SiO2：研磨劑；CaCO3：防止色素被破壞；無水乙醇：提取劑）、制備濾紙條、畫濾液細(xì)線、色素分離、觀察結(jié)果 ② 原理：各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢。 ③ 結(jié)果：濾紙上從上到下呈現(xiàn)四條顏色帶：橙黃色（胡蘿卜素）、黃色（葉黃素）、藍(lán)綠色（葉綠素a）、黃綠色（葉綠素b） ④ 注意：a.濾液細(xì)線不要觸及層析液；b.液泡中的色素是水溶性色素，而葉綠體中的色素是脂溶性色素；c.在濾紙條上，胡蘿卜素和葉黃素相隔最寬，葉綠素a和葉

7、綠素b相隔最窄；d.層析液可用有機(jī)溶劑代替，如汽油。 2. 色素的種類：葉綠素（葉綠素a、葉綠素b，占了3/4）主要吸收紅光和藍(lán)紫光；類胡蘿卜素（類蘿卜素、葉黃素，占了1/4）主要吸收藍(lán)紫光 3. 葉綠體結(jié)構(gòu)：雙層膜、葉綠體基質(zhì)、類囊體（堆成基粒，其表面分布著吸收光能的四種色素） 4. 恩格爾曼實(shí)驗(yàn)：①好氧細(xì)菌只分布于葉綠體有光照的地方；②證明了：葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所，光合作用的進(jìn)行需要光照條件。 第四節(jié) 光合作用的原理和應(yīng)用（二） 1. 光合作用：指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。 2. 光合作用的探究歷程：

8、①1864年薩克斯：光合作用的產(chǎn)物除了02外還有淀粉；②1939年魯賓和卡門：光合作用釋放的02來自于水；③20世紀(jì)40年代卡爾文：CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中碳的過程。 3. 同位素標(biāo)記法（生成的18O2，來源于H218O） 4. 光合作用的過程 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 物質(zhì)變化 場所 葉綠體類囊體薄膜 葉綠體基質(zhì) 能量變化 光能→化學(xué)能 活躍化學(xué)成→穩(wěn)定化學(xué)能 5. 光合作用強(qiáng)度的影響因素：①CO2；②H2O；③光照強(qiáng)度；④溫度 光合作用的強(qiáng)度：植物在單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量。 6. 化能合成 ① 概念：某些細(xì)菌利用體外環(huán)境中

9、的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物的合成作用 ② 硝化細(xì)菌利用NH3氧化成HNO2和HNO3時(shí)所釋放的能量，來將CO2和H2O合稱為糖類 ③ 自養(yǎng)生物：綠色植物和硝化（硫化）細(xì)菌；異養(yǎng)生物：人、動(dòng)物、真菌以及大多數(shù)細(xì)菌。 7. CO2和光照對(duì)光合作用的影響 ① 光照變?nèi)酰渌蛔儭鶦3含量上升，C5下降 ② CO2濃度下降，其他不變→C3含量下降，C5上升 例：下列的敘述中，正確的是（ ） A．有氧呼吸酶不一定在線粒體中起作用 B．酶的形成都要經(jīng)過核糖體的合成，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工 C．人體中的酶只在人體的內(nèi)環(huán)境中起作用 D．酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，

10、能改變反應(yīng)平衡點(diǎn) E．產(chǎn)生酶的細(xì)胞一定能產(chǎn)生激素 F．ATP中的“A”與構(gòu)成RNA、DNA中的堿基A不是同一類物質(zhì) 選：AF 例：在a、b、c、d條件下，測得某植物種子萌發(fā)時(shí)CO2和O2體積變化的相對(duì)值如右表。底物是葡萄糖，則下列敘述中正確的是（ ） A．a(chǎn)條件下，呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精和乳酸 B．b條件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多 C．c條件下，無氧呼吸最弱 D．d條件下，產(chǎn)物的CO2全部來自線粒體 選D。在葡萄糖為呼吸底物的情況下，據(jù)CO2釋放量和O2吸收量判斷細(xì)胞呼吸類型： ①不消耗O2，但產(chǎn)生CO2→進(jìn)行無氧呼吸（產(chǎn)生酒精） ②CO2釋放量

11、=O2吸收量→只進(jìn)行有氧呼吸 ③CO2釋放量>O2吸收量→細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸 單選 1．下列關(guān)于生命活動(dòng)的敘述，正確的是（ ） A．小分子物質(zhì)都可通過被動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)入細(xì)胞 B．線粒體內(nèi)膜和葉綠體類囊體薄膜都有能量轉(zhuǎn)換功能 C．酶在細(xì)胞代謝中有多種功能、 D．劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)骨骼肌細(xì)胞不產(chǎn)生C02 2.根據(jù)圖示，下列敘述不正確的是（ ） A．①④都有[H]產(chǎn)生，②③都需要消耗[H] B．X、Y物質(zhì)分別代表三碳化合物和丙酮酸 C．①發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，②發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中 D．①②③④都沒有消耗氧氣，也沒有產(chǎn)生氧氣 3.在光合作用和有氧呼吸過程

12、中，既有[H]又有ATP產(chǎn)生的是 ①光合作用的光反應(yīng) ②光合作用的暗反應(yīng) ③有氧呼吸第一階段 ④有氧呼吸第二階段 ⑤有氧呼吸第三階段 A．①②③ B．①③④ C．②③⑤ D．②④⑤ 4.如圖是探究酵母菌呼吸方式類型的裝置，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ） A.假設(shè)裝置一中的液滴左移，裝置二中的液滴不動(dòng)，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸 B.假設(shè)裝置一中的液滴不移動(dòng)，裝置二中的液滴右移，說明酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸 C.假設(shè)裝置一中的液滴左移，裝置二中的液滴右移，說明酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸 D.假設(shè)裝置一和裝置二的液滴均不移動(dòng)，說明酵母菌進(jìn)行有氧呼吸與無氧呼吸速率（

13、耗糖量）相等 5.右圖示為光照強(qiáng)度對(duì)植物光合作用的影響關(guān)系，下列有關(guān)曲線的敘述中錯(cuò)誤的是（ ） A．b代表光下植物干物質(zhì)積累量 B．a(chǎn)的大小與外界溫度密切相關(guān) C．n點(diǎn)之后植物吸收CO2量不再增加與葉綠體中酶數(shù)量有關(guān) D．若植物長期處于光照強(qiáng)度為m的自然環(huán)境中，植物仍能生長 雙選 6.下列關(guān)于ATP的產(chǎn)生及利用的敘述中正確的是（ ） A．無氧條件下，光合作用是細(xì)胞ATP的唯一來源 B．線粒體和葉綠體合成ATP都依賴氧 C．鮟鱇魚發(fā)光時(shí)，光能是由ATP轉(zhuǎn)化為ADP時(shí)釋放的化學(xué)能轉(zhuǎn)變而來的 D．藍(lán)藻產(chǎn)生ATP的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葉綠素 7．將狀況相同的某

14、種綠葉分成四組，在不同溫度下分別暗處理1h，再光照1h（光強(qiáng)強(qiáng)度相同），測其重量變化，得到如下表的數(shù)據(jù)?？梢缘贸龅慕Y(jié)論是（ ） 組別 一 二 三 四 溫度/℃ 27 28 29 30 暗處理后重量變化/mg -0.5 -1 -1.5 -1 光照后與暗處理前重量變化/mg +5 +5 +3 +1 A．28℃下該植物生長速度最快 B．27～28℃下該植物的凈光合作用量相等 C．該植物光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度不同 D．29℃下植物的實(shí)際光合作用量為4.5mg 8. Ⅰ.甲、乙兩圖分別表示光照強(qiáng)度和空氣中CO2含量對(duì)某綠色植物光合作

15、用的影響，S1、S2、S3的面積大小表示有關(guān)生理過程產(chǎn)生或消耗物質(zhì)的量。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題： ①圖甲中B點(diǎn)與圖乙中________點(diǎn)葉肉細(xì)胞所處的生理狀態(tài)相同，此時(shí)細(xì)胞中能夠產(chǎn)生ATP的部位是________、________、_________。 ②寫出光合作用的反應(yīng)式_________________________ 時(shí)間 0 1 2 濃度 B A 停止CO2供應(yīng) ③在圖甲曲線中，可用________表示細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物的量，可用________表示光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物總量。(用S1、S2、S3表示) Ⅱ.1940年，魯本和卡門用同位素14C來追蹤C(jī)O2是如何

16、轉(zhuǎn)變成碳水化合物的。 ①卡爾文給小球藻懸浮液通入14CO2，并給與一定的光照。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，僅僅30秒的時(shí)間，二氧化碳在小球藻內(nèi)已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許多種類的化合物。 ②實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在光照下物質(zhì)A和物質(zhì)B的濃度很快達(dá)到飽和并保持穩(wěn)定。此時(shí)突然中斷CO2的供應(yīng)，A、B物質(zhì)的變化如圖。以上實(shí)驗(yàn)說明，固定二氧化碳的化合物是__________，二氧化碳轉(zhuǎn)化的第一個(gè)產(chǎn)物是__________。（填A(yù)或B） 26.（16分）圖甲表示植物細(xì)胞代謝的某些過程，圖乙表示光照強(qiáng)度與二氧化碳變化量的關(guān)系。請(qǐng)據(jù)圖回答問題。（圖中數(shù)字代表物質(zhì)，a、b、c代表細(xì)胞器） （1）圖甲中，細(xì)胞器a為 ，

17、細(xì)胞器b中進(jìn)行的生理過程包括 等階段。 （2）圖甲中物質(zhì)④是 ，在 的情況下，全部進(jìn)入c中被分解。⑥代表的物質(zhì)是 。 （3）將一株植物放置于密閉的容器中，用紅外測量儀進(jìn)行測量，測量時(shí)間均為1小時(shí)，測定的條件和結(jié)果如上圖乙所示，（數(shù)據(jù)均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測的）據(jù)此回答： ①在15℃、1千勒司光照下，該植物5小時(shí)光合作用吸收CO2 摩爾（mol）。 ②若該植物在充分光照下積累的有機(jī)物都是葡萄糖，在25℃、4千勒克

18、司光照條件下，該植物在充分光照下1小時(shí)總共積累葡萄糖 毫克。 （4）從圖乙中可發(fā)現(xiàn)，影響A點(diǎn)和B點(diǎn)光合速率的因素是 。 （5）若給該密閉裝置通入C18O2,一段時(shí)間后，裝置內(nèi)出現(xiàn)了18O2，請(qǐng)用文字或圖解簡要說明 。 27. （滿分16分）為探究夏季晴朗天氣條件下，某種綠色植物光合作用強(qiáng)度的變化情況，某研究小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。將該裝置放在自然環(huán)境下，測得一晝夜玻璃罩內(nèi)該植物氧氣釋放速率的變化如圖

19、乙。 -15 -10 -5 5 10 15 甲 CO2緩沖液 透明玻璃罩 刻度管 氧氣的釋放速率 時(shí)間（鐘點(diǎn)） 乙 （1）在一天中甲刻度管中液滴右移到最大值的時(shí)刻是乙的 點(diǎn)。 （2）c點(diǎn)所示條件下，該植物葉肉細(xì)胞產(chǎn)生和消耗氧氣部位依次是 ； ； 圖乙中a點(diǎn)高于b點(diǎn)的原因是 ； （3）e與f相比，e時(shí)刻C3的合成速率 ，原因是 。 （4）在上述實(shí)驗(yàn)過程中某段光照時(shí)間內(nèi)，液滴的移動(dòng)的數(shù)據(jù)如下。 時(shí)刻

20、…… 第15分鐘 第30分鐘 第45分鐘 第60分鐘 …… 距離（mm） …… 24 29 32 34 …… 乙中與該組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的可能是 段。 答案 1 2 3 4 5 6 7 B A B D D CD AC 8.Ⅰ.①F；線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、類囊體薄膜；②③S1+S3； S2+S3 Ⅱ.②B；A 26．（16分）（1）液泡；光反應(yīng)、暗反應(yīng) （2）丙酮酸；氧氣充足；（3）①；②60 （4）溫度和光照強(qiáng)度 （5） 27.（滿分16分） （1）18（g）（2分） （2）葉綠體的類囊體（2分） 線粒體內(nèi)膜（2分） a點(diǎn)溫度相對(duì)較低，呼吸作用較弱（2分） （3）慢（2分） 溫度過高引起氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足（2分） （4）de 或 fg （4分） 8