1、第3单元 光合作用和细胞呼吸,-2-,1.酶并非都是蛋白质,少数酶是RNA。酶具有催化作用,其原理是降低反应的活化能。 2.酶的作用具有高效性、专一性和作用条件温和等特性。 3.在探究酶的最适温度(最适pH)时,底物和酶应达到相同的预设温度(pH)后再混合。 4.不同酶的最适温度不同:如唾液淀粉酶的最适温度为37 ,-淀粉酶的最适温度为60 。不同酶的最适pH不同:唾液的最适pH为6.27.4,胃液的最适pH为0.91.5,小肠液的最适pH为7.6。 5.ATP的结构简式:APPP(“A”表示腺苷,“P”代表磷酸基团,“”表示高能磷酸键,“”表示普通化学键)。结构特点:末端的高能磷酸键易断裂,
2、也易形成(伴随能量的释放和贮存)。生理作用:直接为生物体的各种需能反应提供能量。,-3-,6.生物体内ATP含量很少,但转化迅速,保证持续供能。 7.植物细胞中产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体,动物细胞中产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。 8.光合作用的光反应产生的ATP只用于暗反应中C3的还原,而细胞呼吸产生的ATP用于除C3的还原之外的各项生命活动。 9.有氧呼吸的场所细胞质基质和线粒体。无氧呼吸的场所细胞质基质。 10.有氧呼吸的产物:水、二氧化碳。无氧呼吸的产物:大多数高等植物无氧呼吸产生乙醇和二氧化碳(如水稻、苹果、梨等),高等植物的某些器官无氧呼吸产生乳酸(如马铃薯
3、块茎、甜菜块根等),高等动物和人无氧呼吸的产物是乳酸。有氧呼吸释放大量能量,无氧呼吸释放少量能量。,-4-,11.细胞呼吸方式的判断:如果某细胞产生的二氧化碳量和消耗的氧气量相等,则该细胞只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸;如果某细胞不消耗氧气,只产生二氧化碳,则只进行无氧呼吸;如果某细胞释放的二氧化碳量比吸收的氧气量多,则两种呼吸方式都有(以葡萄糖为底物)。13.叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上。色素的种类包括:叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)、胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色),前两种主要吸收蓝光和红光,后两种主要吸收蓝紫光。,-5-,14.光反应与暗反应的区别与联系
4、:场所光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行,暗反应在叶绿体的基质中进行;条件光反应需要光、叶绿素、酶,暗反应需要许多有关的酶和光反应产生的H、ATP;物质变化光反应发生水的光解和ATP的形成,暗反应发生CO2的固定和C3的还原;能量变化在光反应中,光能ATP中活跃的化学能,在暗反应中,ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能;联系光反应的产物H是暗反应中C3的还原剂,ATP为暗反应的进行提供了能量,暗反应产生的ADP和Pi为光反应形成ATP提供了原料。 15.光合作用总反应式:CO2+H2O (CH2O)+O2。 16.光照强度:直接影响光反应的速率,光反应产物H和ATP的浓度高低会影响暗反应的速率
5、。,-6-,17.温度:影响光合作用过程,特别是影响暗反应中酶的催化效率,从而影响光合速率。 18.CO2浓度:CO2是暗反应的原料,CO2浓度高低直接影响光合速率。 19.矿质元素:直接或间接影响光合作用。例如,镁是叶绿素的组成成分,磷是ATP的组成成分。,-7-,1.对酶的组成和特性认识不清 (1)酶并非都是蛋白质,某些RNA也具有催化作用,因此酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。 (2)酶促反应速率不等同于酶活性 温度和pH通过影响酶活性来影响酶促反应速率。 底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率,但并未改变酶活性。 (3)分析与酶有关曲线时首先要弄清横坐标、纵坐标表示的意义,其次再分析
6、影响该曲线的因素有几个。一般情况下,曲线未达到饱和时,影响因素是横坐标的因素,达到饱和稳定状态后限制因素是除横坐标因素之外的其他因素。,-8-,2.不能准确选择与酶有关实验的实验试剂或材料 (1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性时,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分解。 (2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物是否被分解的试剂宜选用碘液,不应该选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。 (3)在探究酶的适宜温度的实验中,不宜选择H2O2和过氧化氨酶作实验材料,因为H2O2在加热的条件下会分解,
7、从而影响实验结果。,-9-,3.对ATP的结构及转化认识不清 (1)ATP是一种高能磷酸化合物,高能磷酸键断裂时能够释放出高达30.54 kJ/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。 (2)ATP转化为ADP需ATP酶的催化,同时也需要消耗水。 (3)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。,-10-,4.对细胞呼吸的场所、过程、条件认识不清 (1)原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜上。真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。 (2)有氧呼吸的第一、二阶段不需要O2,只有第三阶段需要O2。 (3)如果某生
8、物无O2的吸收和CO2的释放,则该生物只进行无氧呼吸(产物为乳酸)或已死亡。 (4)无氧呼吸的产物中没有水,如果细胞呼吸的产物中有水,则一定是进行了有氧呼吸。 (5)由于酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸均可以产生CO2,故不能依据有无CO2的产生来判断酵母菌的细胞呼吸方式。 (6)无线粒体的真核细胞(或生物)只能进行无氧呼吸,如成熟红细胞、蛔虫等,线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。一些原核生物无线粒体,但进行有氧呼吸。,-11-,5.与光合作用有关的物质的来源或去向 (1)光合作用中产生的H为NADPH,细胞呼吸中产生的H为NADH,两种H不是同一种物质。 (2)CO2中C进入C3,但不进入C5,最后进
9、入(CH2O),C5中C不进入(CH2O),可用放射性同位素标记法证明。 6.光合作用中物质的变化 判断光反应和暗反应中C3、C5、ATP、NADPH和CO2的变化时,可结合光合作用的过程绘制示意图。以停止光照时物质变化为例:停止光照光反应停止ATP和NADPH不再产生ATP和NADPH的含量减少且ADP和NADP+的含量增加;ATP和NADPH的含量减少C3还原减弱,而CO2固定过程仍在进行C3含量相对增加,C5含量相对减少。,-12-,7.不能正确区分净光合作用与真正光合作用 (1)光照条件下植物并不是只进行光合作用,细胞呼吸同时进行,如果有氧气释放,说明光合作用强度大于细胞呼吸强度;如果
10、有二氧化碳释放,说明光合作用强度小于细胞呼吸强度。 (2)对于密闭透明容器中的绿色植物,在黑暗的环境中,容器中二氧化碳或氧气的变化量反映了植物体进行的细胞呼吸;在光照条件下,容器中二氧化碳或氧气的变化量,是植物体净光合作用的结果。,-13-,8.不能准确判断影响光合作用和细胞呼吸的因素 (1)影响光合作用和细胞呼吸的主要因素 温度改变时,细胞呼吸会受到影响。光合作用的光反应和暗反应均会受影响,但主要影响暗反应,因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。 CO2浓度很低时,光合作用不能进行;当CO2浓度大于某值时,光合作用才能进行。CO2浓度过大时,会抑制植物的细胞呼吸,进而影响到光合作
11、用。,-14-,(2)环境因素改变引发的补偿点和饱和点的移动 植物的光(CO2)补偿点和光(CO2)饱和点受外界环境影响,当外界环境变化时,光(CO2)补偿点和饱和点都会发生相应变化,规律如下: 若细胞呼吸速率增加,CO2(光)补偿点应右移,反之应左移; 若细胞呼吸速率基本不变,条件的改变使光合速率下降时,CO2(光)补偿点应右移,反之应左移; 与阳生植物相比,阴生植物的CO2(光)补偿点和饱和点都相应向左移动。,-15-,1.酶都是在核糖体上以氨基酸为原料合成的。( ) 2.若要长期保存酶,应将其放在低温环境下。( ) 3.酶在催化反应完成后立即被降解为氨基酸。( ) 4.水稻细胞内合成的某
12、物质,能够在常温下高效分解淀粉,该物质含有羧基。( ) 5.溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的。( ) 6.酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。( ) 7.在细胞质内合成的酶也可在细胞核内发挥作用。( ) 8.在缺氧的条件下,细胞质基质也能形成ATP。( ) 9.几乎所有ATP中的能量最终都来自光能。( ) 10.ATP与ADP在细胞中不停地进行转化。( ) 11.ATP中含有一个高能磷酸键。( ),-16-,12.酶的种类具有物种差异性,而ATP却无物种差异性。( ) 13.酶、ATP都与细胞代谢密切相关,但两者的合成并无直接关系。( ) 14.与激素及载体蛋白等一样,酶起到调节
13、作用后并不失活。( ) 15.在探究温度对酶活性的影响的实验中,温度和pH是自变量。( ) 16.在探究光照强度对植物光合速率的影响的实验中,CO2的浓度、温度、植物种类等是无关变量。( ) 17.在探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸速率的影响的实验中,温度可以随便控制。 ( ) 18.种子风干脱水后细胞呼吸增强。( ) 19.土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸。( ),-17-,20.破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖。( ) 21.高等生物都进行有氧呼吸,低等生物都进行无氧呼吸。( ) 22.肌肉细胞中的线粒体比脂肪细胞含量多,是因为肌肉收缩需要消耗大量的能量。( ) 23.活细胞中的线粒体往往可以定
14、向地运动到代谢比较旺盛的部位。( ) 24.有氧呼吸的三个阶段都有ATP产生,但第三阶段产生的ATP最多。( ) 25.水是有氧呼吸的产物,也是有氧呼吸的反应物。( ) 26.各种细胞进行有氧呼吸的主要场所都是线粒体。( ) 27.人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中一分子葡萄糖生成ATP的量比安静时多。( ),-18-,28.如果细胞呼吸没有水的产生,就一定是无氧呼吸。( ) 29.人体剧烈运动时,CO2/O21,即CO2既可在线粒体又可在细胞质基质中产生。( ) 30.根尖分生区细胞产生ATP的场所有线粒体和细胞质基质。 ( ) 31.叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主
15、要吸收蓝紫光。( ) 32.叶绿体是绿色植物光合作用的场所,光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,而与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中。( ) 33.某一光照强度下,检测到新鲜叶片没有与外界进行气体交换,则可判断出此叶片没有进行光合作用。( ),-19-,34.光反应是在叶绿体类囊体的薄膜上进行的,暗反应是在叶绿体基质中进行的。 ( ) 35.细胞呼吸中的H和光合作用中的H实质上不是一种物质。 ( ) 36.叶绿体与线粒体增大膜面积的方式相同,且都具有流动性。 ( ) 37.降低光照强度将直接影响光反应的进行,从而影响暗反应;改变CO2浓度则直接影响暗反应的进行。( ) 38.线
16、粒体产生的CO2扩散到同一细胞的叶绿体中被利用(不考虑类囊体薄膜),需穿过4层生物膜;扩散到相邻细胞的叶绿体中被利用,需穿过6层生物膜。( ),-20-,39.化能合成作用也能像光合作用一样将无机物合成为有机物,但所需要的能量来源不同。( ) 40.小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱。( ) 41.植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例保持不变。( ) 42.与夏季相比,植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短。( ) 43.绿色植物的光反应可以在暗处进行,暗反应也可以在光下进行。( ) 44.即使给予叶绿素提取液适宜的温度、光照和CO2,也无法检测到有O2生成。( ),-21-,45.大
17、豆根吸收矿质元素所需的ATP可以直接来源于光合作用。( ) 46.水果贮存时充入N2和CO2的目的主要是抑制无氧呼吸,延长水果的贮存时间。( ) 47.绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以用无水乙醇分离绿叶中的色素。( ) 48.绿叶中的色素有4种,它们在滤纸条上从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。( ),-22-,1.(2018湖南双峰一中月考)细胞所处的能量状态用ATP、ADP和AMP(一磷酸腺苷)之间的关系式来表示,称为能荷,计算公式为能荷=(ATP+1/2ADP)/(ATP+ADP+AMP)。高能荷时,ATP生成过程被抑制,而ATP的利用过程被激发;低能荷时,
18、其效应相反。下列分析正确的是( ) A.细胞中只有ATP和ADP之间可相互转化 B.AMP可作为合成DNA分子的原料 C.人体红细胞吸收葡萄糖时能荷较高 D.一般情况下活细胞中能荷数值小于1,答案,解析,-23-,2.科学家用含不同浓度NaF的水溶液喂养小白鼠,一段时间后,测量小白鼠细胞代谢产热量及细胞内的ATP浓度,分别获得细胞内的ATP浓度数据和产热量曲线。下列分析错误的是( ),A.该实验的测量指标是细胞产热量和细胞内的ATP浓度 B.高浓度的NaF组产热量峰值和ATP浓度均低于对照组 C.NaF对细胞代谢产生ATP有抑制作用 D.该实验采用了空白对照和相互对照,答案,解析,-24-,3
19、.(2018广西桂林、白色、崇左三市高三第三次联考)某生物兴趣小组研究甲、乙、丙三种微生物体内同一种酶的活性与温度的关系时,根据实验结果绘制如下曲线图。下列相关叙述正确的是( )A.降低化学反应活化能效率最高的是微生物甲中的酶 B.此实验中,在30 条件下竞争能力最强的一定是微生物丙 C.对温度适应范围最广的最可能是微生物乙中的酶 D.若将温度改为pH,则所得实验结果曲线与图示结果相同,答案,解析,-25-,4.科研人员检测晴朗天气下露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况,并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是( )A.光照强度增大是导致AB段、LM段Pn增加的主要原因 B
20、.致使BC段、MN段Pn下降的原因是气孔关闭 C.致使EF段、OP段Pn下降的原因是光照逐渐减弱 D.适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施,答案,解析,-26-,5.(2018河北沧州质检)呼吸熵(RQ=CO2释放量/O2吸收量)可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标。下图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下的O2吸收量和CO2释放量。根据所给信息,判断下列说法正确的是( ),A.N点时,呼吸熵为1,说明该植物器官只进行有氧呼吸 B.该植物器官细胞呼吸过程中可能有非糖物质氧化分解 C.O点时,产生CO2的场所是细胞质基质或线粒体基质 D.M点时,无氧呼吸强度最低,最适合储藏
21、该植物器官,答案,解析,-27-,6.(2018江西南昌二中月考)在一定浓度的CO2和适宜温度条件下,测定不同光照条件下放有某双子叶植物叶片的密闭装置中CO2的变化量,结果如下表。分析表中数据,推论不正确的是( ),A.光照强度为1 k1x时,光合作用吸收的CO2少于细胞呼吸释放的CO2 B.光照强度为2 klx时,该植物的光合速率不为零 C.光照强度由5 klx增强到7 klx时,叶肉细胞中C3的合成速率增大;而由7 klx增强到8 klx时,叶肉细胞中C3的合成速率减小 D.光照强度为9 klx时,叶绿体色素含量是限制植物光合作用速率的内因之一,答案,解析,-28-,7.(2018湖北监利
22、一中起点考试)对下列两幅图的相关描述,不正确的是( )A.对绿色植物来说,图描述过程主要发生在叶肉细胞中 B.图显现出该植物细胞正处于光合作用速率大于细胞呼吸速率的状态 C.对黑暗中的绿色植物来说,图中O2浓度为6%时,只进行有氧呼吸 D.图中O2浓度大于18%后,氧气不再是有氧呼吸的限制因素,答案,解析,-29-,8.为探究光照强度与光合作用的关系,某兴趣小组将西红柿植株置于密闭装置中进行了相关实验。结果如下表所示:,-30-,根据上表分析,下列叙述正确的是( ) A.实验的自变量是CO2浓度的变化,因变量是光照强度的变化 B.通过表中实验结果可知该植株在实验条件下的呼吸速率和净光合速率 C
23、.若将第6组植株突然移至第4组条件下,短时间内细胞中的C5将增加 D.通过上述实验,可以确定西红柿生长的最佳光照强度,答案,解析,-31-,9.下图所示为甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程,下列说法正确的是( )A.过程中类胡萝卜素主要吸收的是红光和蓝紫光 B.过程只发生在叶绿体基质,过程只发生在线粒体 C.过程释放的能量大部分储存于ATP中 D.过程一般与吸能反应相联系,答案,解析,-32-,10.(2018辽宁沈阳铁路实验中学月考)在一定浓度的CO2和适当的温度条件下,测定植物A和植物B在不同光照条件下的光合速率,结果如下表,以下有关说法错误的是( ),-33-,A.与植物B相比,植物A是在
24、弱光照条件下生长的植物 B.当光照强度超过9 klx时,植物B光合速率不再增加,造成这种现象的原因可能是暗反应跟不上光反应 C.当光照强度为9 klx时,植物B的总光合速率是45 mg CO2/(100 cm2h) D.当光照强度为3 klx时,植物A与植物B固定CO2速率的差值为4 mg CO2/(100 cm2h),答案,解析,-34-,11.(2018吉林长春期末考试)甲、乙、丙三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)。据图分析回答下列问题。,-35-,(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量来
25、自 ,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)图丙中YZZX=41,则有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗量的 ,图中无氧呼吸强度降为0时其对应的氧气浓度为 。 (4)丙图中细胞呼吸对有机物中能量的利用率最低的点对应的氧气浓度是 。,答案 (1)无氧呼吸 该生物无氧呼吸不产生CO2 (2)无氧呼吸 呼吸酶的数量有限 (3)1/13 I (4)0,-36-,解析 (1)分析图甲可知,该细胞的呼吸强度与O2浓度的变化无关,所以进行的呼吸方式最可能是无氧呼吸;若呼吸强度不能用CO2的释放量表示,最可能是因为该生物无氧呼吸不产生CO2,可能是产生乳酸的无氧呼吸。(2)分析图乙可知,
26、图乙中B点O2浓度为0,但有CO2释放,说明此时进行无氧呼吸产生CO2;当O2浓度达到M点以后,CO2释放量不再继续增加的内因是呼吸酶的数量有限。(3)图丙中YZZX=41,由图可知,YZ表示无氧呼吸的CO2释放量,设为4a,ZX表示有氧呼吸的CO2释放量,设为a,则有氧呼吸消耗的葡萄糖为1/6a,无氧呼吸消耗的葡萄糖为2a,所以有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗量的比例为1/6a(2a+1/6a)=1/13;由图可知,无氧呼吸强度降为0时,其对应的O2浓度是I。(4)图丙中细胞呼吸对有机物中能量的利用率最低的点所对应的O2浓度是0,此时只进行无氧呼吸,能量大部分储存在酒精或乳酸中,部分以热能的形式
27、散失,只有少数储存在ATP中被利用。,-37-,12.黄瓜是人们餐桌上的常见蔬菜,某科研小组在晴朗的白天,分别对生长在强光下和弱光下的黄瓜幼苗吸收CO2的速率单位:g/(cm2h)、气孔阻力(气孔开度减小,气孔阻力增大)等生理指标进行了测定,结果如下图。请据图回答下列问题。,图1 强光和弱光下黄瓜 幼苗的光合速率,图2 强光下黄瓜幼苗 的气孔阻力,-38-,(1)黄瓜幼苗固定CO2的场所是 ,若一天中温度不变,强光下黄瓜幼苗制造有机物的最大速率为 g/(cm2h)(以CO2的吸收量表示)。由图1可知强光下黄瓜幼苗吸收CO2的速率更强,主要原因是 。 (2)实验测得10:0012:00间光照强度
28、不断增强,但强光下黄瓜幼苗吸收CO2的速率却下降,结合题图请分析原因: 。 (3)若要测定强光和弱光对黄瓜幼苗光合色素的影响,提取色素要用到 试剂,研磨时同时加入二氧化硅和碳酸钙,加入碳酸钙的目的是 。 (4)温度在一天中会发生变化,科研小组若要测定黄瓜幼苗一天中某一时段的光合速率,还要测定幼苗的 ,若在白天进行该过程,需采取 措施。,-39-,答案 (1)叶绿体基质 7 强光下光反应产生的H和 ATP比弱光下多,还原C3生成有机物的量多 (2)12:00比10:00的气孔阻力大,黄瓜幼苗吸收CO2的速率慢 (3)无水乙醇 防止色素被破坏 (4)呼吸速率 遮光处理,-40-,解析 (1)CO2的固定场所是叶绿体基质,若一天中温度不变,则呼吸速率为1 g/(cm2h),强光下黄瓜幼苗制造有机物的最大速率=6+1=7 g/(cm2h)。强光下光反应产生的H和 ATP比弱光下多,还原C3生成有机物的量多,因此光合速率更强。 (2)实验测得10:0012:00间光照强度不断增强,但强光下黄瓜幼苗吸收CO2的速率却下降,原因是12:00比10:00的气孔阻力大,黄瓜幼苗吸收CO2的速率慢。 (3)提取色素的试剂为无水乙醇,加入碳酸钙的目的是防止色素被破坏。 (4)若测定光合速率,除了净光合速率还要测定黄瓜幼苗的呼吸速率,若在白天,则需采取遮光处理。,
