資源簡介

必修一 第三章 細胞的能量供應與利用
考點一：酶與ATP
1.ATP的生理作用：驅動細胞生命活動的直接能源物質。
2.ATP的結構簡式：A-P~P~P，A代表腺苷(由腺嘌呤和核糖結合而成)，P代表磷酸基團，~代表（高能）磷酐鍵。
3.ATP與ADP的相互轉化（不屬可逆反應，物質可逆，能量不可逆。）
(1)ATP形成過程中能量的來源.
①動物、人、真菌和大多數細菌：細胞呼吸分解有機物釋放出的能量。
②綠色植物：光合作用利用的光能、細胞呼吸分解有機物釋放出的能量。
(2) ATP水解釋放能量的去向:用于各項生命活動。
4.生物催化劑——酶
5.酶的3個特性
(1)高效性:酶降低化學反應活化能的效果同無機催化劑相比更顯著。
(2)專一性:一種酶只能催化一種或一類化學反應。
(3)作用條件溫和:在最適溫度和pH下,酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低，酶活性都會明顯降低。
①過酸、過堿或高溫，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。
②低溫抑制酶的活性，但酶的空間結構穩定。酶制劑適于在低溫下保存。
典例1、下列敘述與如圖實驗不相符的是（ ）
A. 該實驗的自變量是催化劑的種類
B. 該實驗的因變量是催化劑的催化效率
C. 該實驗能證明酶降低活化能的作用更顯著
D. 加入肝臟研磨液和Fe3+，前者的反應速率總是較快
典例2、如圖為細胞中ATP與ADP相互轉化的過程示意圖。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A. ①和②過程中所需的酶種類不同
B. 由圖可知，ATP與ADP之間的轉化屬于可逆反應
C. 呼吸作用中產生的ATP，可用于人體各項生命活動
D. 在植物細胞中，①途徑可以是光合作用和呼吸作用
典例3、如圖表示有酶催化和無酶催化反應過程中的能量變化。下列相關敘述正確的是(　　)
A. Ⅰ曲線表示酶促反應過程
B. （a－d）的值表示反應所需的活化能
C. （a－b）的值表示酶催化時降低的活化能
D. 曲線Ⅰ、Ⅱ表示的反應過程所經歷的時間相同
考點二：細胞呼吸
1.[實驗]探究酵母菌細胞呼吸的方式
(1)酵母菌:單細胞真菌，在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌，因此便于用來研究細胞呼吸的不同方式。
(2)酵母菌培養液:
煮沸(殺菌除氧)后冷卻(防止高溫殺死酵母菌)的葡萄糖溶液+新鮮的食用酵母菌。
(3)兩種產物的檢測
①CO2:使澄清石灰水變渾濁，也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。
②酒精:酸性條件下，使重鉻酸鉀由橙色變成灰綠色
(4)實驗裝置
①10%NaOH作用:排除空氣中CO2對實驗的干擾。
②B瓶封口放置一段時間: 消耗瓶中氧氣，確保CO2來自酵母菌的無氧呼吸。
③甲進行有氧呼吸，乙進行無氧呼吸，甲CO2產生量、能量產生量多于乙，只有B瓶中能產生酒精。
2.有氧呼吸三階段的場所、反應式及過程
(1)場所:細胞質基質和線粒體(主要)。
線粒體:雙層膜，內膜折疊形成嵴,擴大了膜面積。內膜和線粒體基質中含有與有氧呼吸有關的酶。線粒體基質中還含有少量DNA、RNA和核糖體。
(2)反應式:
(3)過 程：
3.無氧呼吸的場所及反應式
(1)場所:兩階段都在細胞質基質中進行。
(2)反應式及生物
①高等植物水淹、酵母菌缺氧(產酒精):
②馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚、骨骼肌缺氧(產乳酸):
4.細胞呼吸釋放的能量
(1)細胞呼吸的實質：分解有機物,釋放能量。細胞呼吸釋放的能量，大部分以熱能形式散失，少部分儲存在ATP中。
(2)有氧呼吸有機物被徹底氧化分解，故釋放能量多;無氧呼吸有機物分解不徹底，部分能量儲存在酒精或乳酸中，故釋放能量少。
(3)有氧呼吸三階段都釋放能量，第三階段產能最多; 無氧呼吸兩個階段，只有第一階段產生能量。
5.細胞呼吸中[H]和ATP的作用
(1)[H](實質為NADH)的作用:
①有氧呼吸中:與O2結合生成水，釋放大量能量。
②無氧呼吸中:將丙酮酸還原成酒精和CO2或乳酸。
(2) ATP的作用:用于各項需能生命活動。
6.有氧呼吸需要O2的階段:有氧呼吸第一、二階段都不需要O2，只有第三階段需要O2。
7.細胞呼吸原理的應用
(1)用透氣紗布包扎傷口，以增加通氣量，抑制厭氧病原菌的無氧呼吸。
(2)釀酒過程:早期通氣，促進酵母菌有氧呼吸，利于菌種繁殖;后期密封發酵罐，促進酵母菌無氧呼吸,利于產生酒精。
(3)疏松土壤，促進植物根細胞的有氧呼吸。
(4)種子、果蔬保鮮條件
①種子:低氧、零上低溫、干燥。 ②果蔬:低氧、零上低溫、一定濕度。
(5)提倡慢跑，促進肌細胞有氧呼吸，防止無氧呼吸產生乳酸使肌肉酸脹。
典例4、如圖是某研究小組在探究酵母菌的細胞呼吸方式時的兩套實驗裝置圖，下列分析合理的是（ ）
A．為檢驗空氣中的二氧化碳是否被A瓶吸收完全，可在B瓶前加一個盛有澄清石灰水的錐形瓶
B．裝置甲是實驗組，裝置乙是對照組
C．實驗進行一段時間后用酸性的重鉻酸鉀檢測E瓶中物質會出現灰綠色
D．D瓶封口后應立即接通E瓶，防止D瓶中的培養液被分解完
典例5、在有氧呼吸的下列反應階段中，不在線粒體中進行的只有(　　)
A. [H]傳遞給氧氣生成水 B. C6H12O6分解為丙酮酸和[H]
C. 丙酮酸分解為CO2和[H] D. ADP與磷酸結合生成ATP
典例6、下列有關細胞呼吸原理在生產、生活實踐中運用解釋，正確的是(　　)
A. 種子需要曬干后儲存，主要是抑制種子細胞的無氧呼吸
B. 農田進行中耕松土，主要是促進植物根細胞的有氧呼吸
C. 稻田需要定期排水，主要是促進水稻根細胞的無氧呼吸
D. 用透氣紗布包扎傷口，主要是促進組織細胞的有氧呼吸
考點三：光合作用
1. [實驗]綠葉中色素的提取和分離
(1)原理
①提取:葉綠體中的色素易溶于有機溶劑(如無水乙醇)，而不溶于水。
②分離:紙層析法，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散的快，反之則慢。
(2)藥品、試劑作用及操作目的
①無水乙醇:溶解、提取色素。 ②SiO2:有助于葉片研磨更充分。
③CaCO3;:防止研磨中葉綠素被破壞。 ④層析液:分離色素。
⑤不能讓濾液細線觸及層析液:防止色素直接溶于層析液中而無法分離。
(3)結果
①濾紙條上有4條色素帶，自上而下依次為:胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍綠色)、葉綠素b(黃綠色)。其中葉綠素分子中含有Mg元素。
②溶解度最高的是胡蘿卜素、最低的是葉綠素b。
③含量最多的是葉綠素a。最少的是胡蘿卜素。
2.葉綠體中的色素
(1)分布:葉綠體類囊體薄膜上。
(2)種類:葉綠體中的色素分為葉綠素(約占3/4)和類胡蘿卜素(約占1/4)。
(3)功能:吸收、傳遞、轉換光能。葉綠素主要吸收藍紫光和紅光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。
(4)不同顏色的光對光合作用影響不同，光合速率高低為:白光>紅光>藍紫.....>綠光。
3.葉綠體
(1)結構與成分:雙層膜，類囊體堆疊形成基粒，擴大了膜面積。類囊體薄膜上分布有吸收光能的色素和與光合作用有關的酶;葉綠體基質中含有少量的DNA、RNA和核糖體，分布有與光合作用有關的酶。
(2)功能:光合作用的場所。
4.光合作用探究歷程
(1)恩格爾曼實驗
實驗過程:水綿和好氧菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環境中。用極細光束照射水綿，觀察現象;臨時裝片完全曝光，觀察現象。
①水綿:葉綠體呈螺旋帶狀，便于觀察。 ②好氧菌:檢測O2的產生部位。
③沒有空氣的黑暗環境:排除空氣中O2和光的干擾。
④極細光束照射現象:細菌集中在光束照射的部位。
⑤完全曝光現象:細菌均勻分布在所有受光部位。
證實:O2是葉綠體釋放的，葉綠體是光合作用的場所。
(2)魯賓和卡門實驗:
①方法:同位素標記法，用18O分別標記H2O和CO2,供小球藻進行光合作用。
②結論:光合作用釋放的氧氣來自水。
(3)卡爾文實驗:
①方法:同位素標記法，用14C標記的CO2供小球進行光合作用。
②探明了CO2中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑，稱卡爾文循環。
5.光合作用過程
（1）總反應式：
CO2＋H2O ──→（CH2O）＋O2
（2）光反應
①場所：葉綠體類囊體薄膜。 ②條件：光、色素、酶、H2O、ADP、Pi。
③物質變化：水的光解：H2O→[H]＋O 2
③物質變化：ATP的合成：ADP＋Pi＋能量→ATP
④能量轉換：光能→ATP中活躍的化學能。
（3）暗反應
①場所：葉綠體基質。 ②條件：多種酶、CO2、[H]、ATP。
③物質變化：CO2的固定：CO2＋C5→2C3
③物質變化：C3的還原：C3→(CH2O)＋C5
④能量轉換：ATP中活躍的化學能→有機物中穩定的化學能。
（4）光反應和暗反應的關系：光反應為暗反應提供[H]和ATP；暗反應為光反應提供ADP、Pi和NADP+。
6.光合作用中[H](實質為NADPH)和ATP的作用：都用于暗反應中C3的還原。
7.提高光合作用強度的的2種措施
（1）控制光照強弱和溫度的高低。 （2）適當增加環境中的CO2濃度。
8.自養生物和異養生物
（1）自養生物：能將無機物轉化成有機物的生物，包括：
①光能自養型：利用光能進行光合作用合成有機物，如綠色植物、藍藻；
②化能自養型：利用環境中無機物氧化時釋放的化學能，通過化能合成作用合成有機物，如硝化細菌
（2）異養生物：只能利用環境中現成有機物來維持自身生命活動的生物，如動物和人、細菌、真菌等。
9.影響光合作用的因素
內因：色素的數量、酶的數量、葉綠體的數量等。
外因：空氣中CO2的濃度、光照強度、溫度、土壤中水分的多少等。
左圖：正軸表凈光合速率，負軸表呼吸速率
A 點：黑暗環境，只進行呼CO2吸作用，對應值表示細胞呼吸速率。此時表現為吸收O2 ,釋放CO2。(甲圖)
AB 段：呼吸速率大于光合速率。表現為吸收O2 ,釋放CO2。(乙圖)
B 點：光補償點，光合速率等于呼吸速率，凈光合速率為0。白天植物要正常生長，光照強度必須大于光補償點。此時不與外界進行氣體交換。(丙圖)
BC 段：光合速率大于呼吸速率，植物能積累有機物。C點對應光照強度為光飽和點，此后光合速率不隨光照強度的增強而增大。表現為吸收CO2 ,釋放O2。(丁圖)
典例7、如圖為用分光光度計測定葉片中兩類色素A和B吸收不同光波的曲線圖，請判定A和B分別為(　　)
A.葉綠素a、類胡蘿卜素 B.類胡蘿卜素、葉綠素b
C.葉黃素、葉綠素a D.葉綠素a、葉綠素b
典例8、提取光合色素，進行紙層析分離，下列關于該實驗中各種現象的解釋，錯誤的是（ ）
A．未見色素帶，說明材料可能為黃化葉片
B．色素始終在濾液細線處，原因可能是用水作為層析液
C．提取液呈綠色可能是由于含有葉綠素a和葉綠素b
D．胡蘿卜素在濾紙最上方，是因為其在層析液中的溶解度最高
典例9、下列關于葉綠體的敘述，正確的是（ ）
A.葉綠體的內膜上分布有吸收光能的色素
B.水光解為[H]和氧氣的過程發生在葉綠體基質中
C.光合作用的產物糖類，在葉綠體基質中合成
D.能進行光合作用的細胞一定有葉綠體
典例10、下列光合作用過程中，物質轉變途徑錯誤的是（ ）
A. 碳原子：CO2→三碳化合物→葡萄糖 B. 氧原子：H2O→O2
C. 氫原子：H2O→ATP→葡萄糖 D. 氧原子：CO2→三碳化合物→葡萄糖
典例11、與大棚種植蔬菜相關的措施及分析中，不正確的是（ ）
A．施用農家肥，可提高大棚中CO2的濃度
B．加大蔬菜的種植密度，隨種植密度增大產量會不斷提高
C．陰雨天適當降低大棚內溫度，可以降低呼吸作用，增加產量
D．無色塑料薄膜與其他顏色塑料薄膜相比，可提高蔬菜的光合作用速率
典例12、圖甲表示綠藻細胞內的物質轉化過程，①②③④表示相關過程，圖乙表示適宜溫度條件下綠藻光合速率與光照強度的關系曲線。結合所學知識，回答下列問題：
(1)圖甲中過程③發生的場所是 ，過程④需要的條件為 。
(2)圖乙中B點，能夠發生圖甲中的過程有 。根據曲線分析，光照強度為C時，限制植物光合作用的主要環境因素有 。
(3)若向培養綠藻的溶液中通入18O2，一段時間后能否檢測出含18O標記的葡萄糖？ 。
典例13、研究人員對名貴中藥鐵皮石斛的栽培條件進行了相關研究，實驗結果如下:
處理
干重/g 2.91 3.43 2.31 2.58 3.79 2.86 1.93 2.34 2.41
注：1.L1、L2和L3分別代表光照強度為360、240和120μmol/(m2·s-1)。
2.W1、W2和W3分別代表基質含水量為基質最大持水量的100%、70%和40%。
(1)干重是植物光合作用有機物的積累量，如果用含有14C的二氧化碳來追蹤光合作用的碳原子，這種碳原子的轉移途徑是 (用漢字或化學符號及箭頭表示)。
(2)該實驗研究了 對該植物光合作用的影響。
(3)據表分析，該植物在 (用表格中的字母填空)條件下的生長狀況最好。
(4)進一步研究發現，在土壤含水量低的情況下植物細胞內可溶性糖的含量提高，表明植株可以通過積累可溶性糖從而提高 ， 這是植株的一種保護性反應。
答案：
典例1-11：DBCABBAACCB
典例12、(1) 葉綠體基質 需要光反應提供[H]和ATP (2) ①②③④ 光照強度和CO2濃度。 (3) 能
典例13、 (1). 14CO2（二氧化碳）→14C3（三碳化合物）→糖類 (2). 光照強度和土壤含水量 (3). L2、W2 (4). 細胞的滲透調節能力（細胞的吸水能力）
光能
葉綠體
PAGE

展開更多......

收起↑