幻灯片 1必修1 分子与细胞
第三单元 细胞的能量供应和利用
第一讲 酶和ATP
专题培优课 破解酶实验难题的三种方法
第二讲 ATP的主要来源——细胞呼吸
第三讲 能量之源——光与光合作用
重点实验课 绿叶中色素的提取和分离
目 录
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幻灯片 2[教材知识问题化梳理]
一、酶的本质和作用
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幻灯片 3蛋白质
RNA
氨基酸
核糖核苷酸
核糖体
细胞核
活细胞
生物催化
活化能
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幻灯片 4 [特别提醒] 要验证某种酶是蛋白质可用双缩脲试剂,要验证某种酶是RNA,可选用派洛宁染液。
二、酶的特性
对酶的特性和原理进行连线
[巧学助记] 巧记酶的来源和特性
活细胞内来合成,降低化能是本领;
高效专一需温和,催化反应属它行。
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幻灯片 5三、ATP的结构、功能和利用
(1)ATP的结构:
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幻灯片 6(2)生成ATP的途径:
光合作用
细胞溶胶
(3)ATP与ADP的相互转化: 。
(4)ATP的功能:ATP是细胞生命活动的 能源物质。
直接
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幻灯片 7[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1.判断下列有关酶说法的正误。
(1)酶提供了反应过程所必需的活化能
(2011·海南卷T14A)( )
(2)酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质
(2009·重庆卷T1B)( )
(3)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
(2009·重庆卷T1A)( )
×
×
×
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幻灯片 8(4)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸
(2011·海南卷T14D)( )
(5)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不会导致淀粉酶活性发生变化
(2012·海南卷TT4B)( )
2.判断下列有关ATP叙述的正误。
(1)1个ATP分子中含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团
(2012·广州模拟T3A)( )
(2)线粒体内膜上不能合成ATP (2012·北京卷T1A)( )
(3)无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源
(2008·广东卷T4A)( )
(4)人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡
(2008·天津卷T6④)( )
×
×
×
×
×
×
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幻灯片 9二、在回顾教材图表中强化学科能力
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幻灯片 10据ATP结构式回答下列问题:
(1)图中①、②、③的结构分别是什么?
答案:①腺嘌呤、②核糖、③磷酸基。
(2)腺苷是由图中哪些结构组成的?
答案:腺苷由图中①+②构成。
(3)ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质?
答案:是腺嘌呤核糖核苷酸。
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幻灯片 11酶的高效性和专一性
1.高效性
(1)原理:与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著。
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幻灯片 12(2)实验验证(教材实验):
①原理
[配有实验演示视频 见课件光盘]
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幻灯片 13②实验分析
③实验结论
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幻灯片 14(3)曲线模型:
2.专一性
(1)原理模型:
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幻灯片 15(2)实验验证:
①设计思路:
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幻灯片 16②设计示例:
(3)曲线模型:
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幻灯片 17[联前系后]_____________________________________
酶与激素的比较
酶
激素
来源
活细胞产生
专门的内分泌腺或特定部位细胞产生
化学本质
绝大多数是蛋白质,少数是RNA
固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物等
生理功能
催化作用
调节作用
共性
在生物体内均属高效能物质 ,即含量少、作用大、生物代谢不可缺少
______________________________________________
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幻灯片 18 [例1] (2013·大连模拟)下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用的实验设计及结果。根据实验结果,以下结论正确的是 ( )
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幻灯片 19 注:“+”表示添加,“-”表示不加,“*”的多少代表颜色的深浅,#表示无颜色变化。
A.蔗糖被水解成非还原糖
B.淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖
C.淀粉酶活性在40℃时比在60℃时高
D.淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性
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幻灯片 20 [解析] ①~③号试管中均有淀粉和淀粉酶,且均有红黄色,说明淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖,红黄色越深,说明淀粉酶活性越高,B正确、C错误;④~⑥号试管均未出现红黄色,说明淀粉酶不能催化蔗糖的水解,A、D错误。
[答案] B
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幻灯片 21 (1)通过哪几组对比,能说明温度能影响酶的活性?
提示:由①、②、③对比可说明温度影响酶活性。
(2)由表中数据如何说明酶具有专一性?
提示:由①与④或②与⑤或③与⑥对照可说明酶的催化作用具有专一性。
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幻灯片 22ATP的结构与功能
1.结构及组成部分的含义
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幻灯片 232.ATP的再生和利用
3.ATP产生速率与O2供给量之间的关系
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幻灯片 24 (1)A点表示在无氧条件下,细胞可进行厌氧呼吸分解有机物,产生少量ATP。
(2)AB段表示随O2供应量增多,需氧呼吸明显加强,通过需氧呼吸分解有机物释放的能量增多,ATP的产生速率随之增加。
(3)BC段表示O2供应量超过一定范围后,ATP的产生速率不再加快,此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
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幻灯片 25[联前系后]
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不同物质中“A”代表的含义
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幻灯片 26 A.原核细胞中没有线粒体,但也能产生ATP
B.在光照条件下,叶绿体内既有ATP的产生,又有ATP的分解
C.在有氧与无氧的条件下,细胞溶胶都能形成ATP
D.ATP中的“A”与DNA、RNA中的碱基“A”表示的是同一种物质
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幻灯片 27 [解析] 原核细胞中虽然没有线粒体,但仍可以通过呼吸作用产生ATP。在光照条件下,叶绿体通过光反应产生ATP,通过碳反应消耗ATP。需氧呼吸的第一阶段和厌氧呼吸均发生在细胞溶胶中,均有ATP产生。ATP中的“A”表示腺苷,DNA、RNA中的碱基“A”表示腺嘌呤,故D项错。
[答案] D
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幻灯片 28易误点
常见的有关酶的错误说法
失误类型
知识理解类失误
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幻灯片 29[认知纠偏]
有关酶的几种说法
项目
错误说法
正确说法
产生
场所
具有分泌功能的细胞才能产生
活细胞(不考虑哺乳动物成熟红细胞等)
化学
本质
蛋白质
有机物(大多为蛋白质,少数为RNA)
作用
场所
只在细胞内起催化作用
可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
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幻灯片 30项目
错误说法
正确说法
温度
影响
低温和高温均使酶变性失活
低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活;高温使酶变性失活
作用
酶具有调节、催化等多种功能
酶只起催化作用
来源
有的可来源于食物等
酶只在生物体内合成
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幻灯片 31[设误角度]
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)化学本质和分布方面:
以选择题形式考查酶的本质、基本组成单位,以
及某种结构中是否有某种酶的存在。
(2)功能方面:
与激素相比较,考查酶在细胞代谢中的作用。
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幻灯片 321.(2013·衡阳模拟)下列有关酶的叙述正确的是 ( )
①是有分泌功能的细胞产生的 ②有的从食物中获得,有的在体内转化而来 ③凡是活细胞,一般都能产生酶 ④酶都是蛋白质 ⑤有的酶不是蛋白质 ⑥酶在代谢中有多种功能 ⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用 ⑧酶只是起催化作用
A.①②⑤ B.①⑤⑧
C.③⑤⑧ D.①③⑤
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幻灯片 33解析:酶是由活细胞产生的,具有生物催化作用的有机物。就酶的化学本质而言,主要是蛋白质,还有RNA,④错、⑤对;就酶作用的场所而言,有胞内酶和胞外酶,活细胞一般都能产生胞内酶,①错、③对;代谢是细胞内全部有序化学变化的总称,在这一过程中,需要酶的催化,⑥⑦错,⑧对。
答案:C
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幻灯片 342.(2011·福建高考)正常人体内的激素、酶和神经递质
均有特定的生物活性,这三类物质都是 ( )
A.在细胞内发挥作用
B.由活细胞产生的蛋白质
C.与特定分子结合后起作用
D.在发挥作用后还能保持活性
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幻灯片 35解析:酶可以在细胞外发挥作用,激素和神经递质都可以与细胞膜表面的受体相结合,从而起作用。激素中的性激素是固醇类物质;大部分酶的化学本质是蛋白质,少数是RNA;部分神经递质是单胺类物质。激素和神经递质与细胞膜上的受体识别并结合起作用,而酶的作用也具有专一性。激素和神经递质起作用后会在相应酶的作用下被处理而失去活性,即激素和神经递质起作用后会发生代谢性失活。
答案:C
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幻灯片 36酶促反应速率类曲线解读
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幻灯片 37—————————————————————————
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[典型图示]
图1 温度和pH对酶促反应速率的影响
图2 底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
[课件展示更丰富 见配套光盘]
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幻灯片 38[信息解读]
(1)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。过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,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)丙图: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。
丁图: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相关。
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幻灯片 39 (3)温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速度的;底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的,并不影响酶的活性。
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幻灯片 40[解题技法]
(1)在分析温度和pH对酶活性影响的曲线时,要借助数学中分段函数的思想,分段描述,即以最适温度(pH)为界限进行表述。
(2)在解答此类问题时,要特别关注纵坐标表示的是酶促反应速率,还是生成物的量。
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幻灯片 41[强化训练]
1.对化学本质为蛋白质的酶而言,下列符合其催化反应变
化规律的曲线应是 ( )
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幻灯片 42解析:解题时需要注意纵坐标与横坐标表示的含义。温度与反应速率的关系如选项A曲线所示;pH与反应速率的关系应如选项A曲线所示;当酶量加倍时,反应速率加快,但由于底物的量有限,最后产物量应相等。
答案:D
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幻灯片 432.图甲是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线,图乙表示在
最适温度下,pH=b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化曲线。若该酶促反应过程中改变某一初始条件,以下改变正确的是 ( )
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幻灯片 44A.pH=a时,e点下移,d点左移
B.pH=c时,e点为0
C.温度降低时,e点不移动,d点右移
D.H2O2量增加时,e点不移动,d点左移
解析:O2的最大释放量只与H2O2的量有关,与酶的活性无关,与pH=b时相比,pH=a时酶的活性下降,e点不变,d点右移;H2O2不稳定,在过氧化氢酶失活时,H2O2仍能分解;温度降低时酶的活性降低,e点不变,但H2O2完全分解所用的时间延长,d点右移;增加H2O2量,e点上移,d点右移。
答案:C
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幻灯片 45探究温度和pH对酶活性的影响
1.温度对酶活性的影响
(1)原理解读:
①
②温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,滴加碘液,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
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幻灯片 46(2)实验设计程序:
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幻灯片 47 本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解,因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。
2.pH对酶活性的影响
(1)原理解读:
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幻灯片 48 ②pH影响酶的活性,从而影响O2的生成量,可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生成量的多少。
(2)实验设计:
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幻灯片 49 [特别提醒]
①在温度对酶活性的影响实验中,只能运用碘液检测底物,不能利用本尼迪特试剂检验产物的生成,因为利用本尼迪特试剂检测时需水浴加热到80~100℃,导致低温下的实验组温度变化,影响实验结果。
②设计实验程序时,不能将底物和淀粉酶液先混合再控制温度,否则在温度未达到所预设温度时酶已发生作用。
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幻灯片 50[案例示法]
[典例] (2012·全国卷)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响,设计了如下实验步骤:
①在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL,再分别加入质量分数为1%的淀粉液1 mL。
②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL,摇匀。
③将5支试管放入70℃恒温水浴中,保温时间相同且合适。
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幻灯片 51 ④取出各试管,分别加入本尼迪特试剂2 mL,摇匀。
⑤观察各试管溶液的颜色,通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。
上述实验步骤中有2处错误,请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数),以便实验能得到正确的预期结果。
(1)___________________________________________
_____________________________________________。
(2)___________________________________________
_____________________________________________。
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幻灯片 52[解题指导]
(1)确定实验的变量。本题探究的是pH对酶活性的影响,因此pH是自变量,酶活性是因变量,温度是无关变量,但温度必须适宜,人唾液淀粉酶的最适温度为37℃左右,70℃时会导致酶失活。
(2)斐林试剂的使用方法。斐林试剂由甲液NaOH和乙液CuSO4等量混合而成,且使用时必须加热,如不加热,则任何一组都不会发生颜色反应。
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幻灯片 53[标准答案]
(1)③中70℃应改为37℃。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37℃
(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在80℃~100℃水浴中一段时间。因为在高温条件下本尼迪特试剂与还原糖反应显色
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幻灯片 54———[归纳小结]—————————————————
实验评价题的应对策略
(1)看有无对照实验,如果有,看对照实验设计是否合理。
(2)看实验是否遵循了单一变量原则。如研究温度对酶活性的影响实验中,温度为自变量。除自变量外,其他条件应完全一样。包括:①实验对象的一致性;②等量原则——每次实验所加试剂的量要相等;③实验控制时间的一致性;④实验条件的一致性等。
(3)看实验步骤是否完整,顺序是否合理。
(4)看实验仪器、药剂的使用是否合理,包括药剂的配备、使用及用量的多少等。
(5)看实验结果的验证是否合理。
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幻灯片 55[课堂考点集训]
考点一 ATP的结构和功能
1.(2012·北京高考)细胞中不能合成ATP的部位是 ( )
A.线粒体的内膜
B.叶绿体中进行光反应的膜结构
C.内质网的膜
D.蓝藻(蓝细菌)中进行光反应的膜结构
解析:需氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行,释放大量能
量;在光合作用的光反应阶段,叶绿体将光能转化为ATP中活跃的化学能,光反应的场所是叶绿体的类囊体膜;内质网不能合成ATP;蓝藻(蓝细菌)可在其特定膜结构上进行光反应产生ATP。
答案:C
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幻灯片 562.(2013·长春模拟)下图表示ATP的结构,下列相关说法
正确的是 ( )
A.b键断裂后形成ADP和Pi
B.图中的3表示ATP中的字母A
C.由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基
本单位
D.a键断裂释放的能量可以直接用于生命活动
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幻灯片 57解析:选项A,a键断裂后形成ADP和Pi。选项B,ATP中的字母A表示腺苷,而图中的3表示腺嘌呤。选项C,由1、2、3各一分子形成的是腺嘌呤核糖核苷酸,它是组成RNA的基本单位。选项D,ATP是生命活动所需能量的直接来源,a键断裂所释放的能量可以直接用于生命活动。
答案:D
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幻灯片 58考点二 酶的本质和作用
3.(2012·海南高考)下列操作中,不可能导致淀粉酶活
性发生变化的是 ( )
A.淀粉酶溶液中加入强酸
B.淀粉酶溶液中加入蛋白酶
C.淀粉酶溶液中加入淀粉溶液
D.淀粉酶经高温烘干制成粉剂
解析:温度、pH都会影响酶活性;淀粉酶的化学本质为蛋白质,蛋白酶会将其水解,从而使其活性发生改变;淀粉酶溶液中加入淀粉溶液后,淀粉被水解,但是淀粉酶作为催化剂,在反应前后结构和活性不变。
答案:C
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幻灯片 594.右图表示木瓜蛋白酶和胃蛋白酶对抗体
的消化作用,根据图示实验结果,不能
得出的结论是 ( )
A.胃蛋白酶能使抗体失活
B.抗体的化学本质是蛋白质
C.木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化学本质是蛋白质
D.胃蛋白酶催化抗体分解断裂的肽键数目多于木瓜蛋
白酶
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幻灯片 60解析:比较两种蛋白酶对抗体的影响可以发现,胃蛋白酶和木瓜蛋白酶分解抗体产生的结果不同,前者分解抗体产生的产物更多,说明了胃蛋白酶催化断裂了更多的肽键,也说明了抗体的化学本质是蛋白质。该实验的结果无法证明两种蛋白酶的化学本质是蛋白质。
答案:C
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幻灯片 615.右图曲线1为最适温度下反应物浓度对酶
促反应速率的影响,如果将反应温度略
微升高或向反应混合物中再加入少量同样
的酶,变化后的曲线最可能分别是( )
A.4 2 B.3 2
C.2 4 D.3 4
解析:最适温度下酶的活性最高,温度略微偏离最适温度,酶的活性就会下降,致使达到的最大反应速率,要比最适温度下的最大反应速率小,曲线4符合;向反应液中增加少量同样的酶,最大反应速率提高,曲线2符合。
答案:A
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幻灯片 62考点三 有关酶的实验设计
6.(2013·镇江模拟)请回答下列有关酶的实验探究的问题:
(1)为证明过氧化氢酶的活性受pH的影响,同学甲做了如下实验:
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幻灯片 63上述实验设计中有两处不妥之处,请指出:
①_______________________________________________;
②_______________________________________________。
(2)一般情况下,不能用H2O2酶为材料探究温度对酶活性的影响,原因是______________________________________
_________________________________________________。
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幻灯片 64你认为我们应该怎样设置实验来证明温度能影响H2O2酶的活性(简单写出设计思路,也可用示意图表示):__________________________________。查阅资料发现:H2O2受热和日光照射时分解速率加快,在温度为30℃以下时比较稳定,在70℃以上时,分解速率更快。你认为设计上述实验时,应特别注意的事项是____________________。
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幻灯片 65解析:验证酶的活性受pH的影响时,除了设置酸性条件、碱性条件的实验组外,还需要设置pH=7的对照组。探究pH、温度对酶活性的影响时,应先将酶置于相应的条件(pH、温度)下处理一小段时间,然后再将酶与底物混合。一般情况下,不用H2O2酶为材料探究温度对酶活性的影响,是由于在不同温度下,H2O2分解速率不同,因此没法进行不同温度下的对比。我们可以采取每一温度下设置两支试管,一支试管中加入过氧化氢酶,另一组不加,比较同一温度下这两支试管中气泡的产生速率。但是要注意温度不宜太高,因为在较高温度下保温时,H2O2分解速率较快,可能会出现不加酶,而H2O2已全部分解的情况。
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幻灯片 66答案:(1)①缺少pH=7的对照组 ②加入NaOH和HCl的时间顺序不合理,应在加入H2O2酶前改变溶液的pH
(2)H2O2不稳定易分解,温度会影响H2O2的分解速率 将盛有H2O2酶的试管保温于一系列不同温度下一段时间,然后与同温度的H2O2溶液混合,观察同温度下加H2O2酶和不加H2O2酶的两组试管中气泡的产生速率 将温度控制在70℃以下
“课下综合检测”见“课时跟踪检测(八)”
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幻灯片 67教师备选题库(给有能力的学生加餐)
1.(2011·天津高考)下列有关酶的叙述正确的是 ( )
A.酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
B.酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反
应速率
C.在动物细胞培养中,胰蛋白酶可将组织分散成单
个细胞
D.DNA连接酶可连接DNA双链的氢键,使双链延伸
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幻灯片 68解析:酶的化学本质是蛋白质和RNA,其基本组成单位是氨基酸和核糖核苷酸,脱氧核糖核苷酸是DNA的基本组成单位;酶只能通过降低反应物的活化能来提高化学反应速率,不能为反应物提供能量;胰蛋白酶可以促进细胞之间的粘连物质水解,使细胞分散开;DNA连接酶可以催化脱氧核糖和磷酸之间形成磷酸二酯键。
答案:C
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幻灯片 692.(2010·上海高考)右图表示细胞中某条
生化反应链,图中E1~E5代表不同的酶,
A~E代表不同的化合物。据图判断下列叙述中正确的是 ( )
A.若E1催化的反应被抑制,则A的消耗速度加快
B.若E5催化的反应被抑制,则B积累到较高水平
C.若E3的催化速度比E4快,则D的产量比E多
D.若E1的催化速度比E5快,则B的产量比A多
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幻灯片 70解析:若E1催化的反应被抑制,则A的消耗速度变慢;因E2催化的反应并没有被抑制,所以B不一定会积累到较高水平;因B还会被E2催化反应,故E1的催化速度比E5快时,B的产量也不一定比A多。
答案:C
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幻灯片 713.(2009·宁夏高考)右图表示酶活性与温
度的关系。下列叙述正确的是 ( )
A.当反应温度由t2调到最适温度时,酶
活性下降
B.当反应温度由t1调到最适温度时,酶活性上升
C.酶活性在t2时比t1高,故t2时更适合酶的保存
D.酶活性在t1时比t2低,表明t1时酶的空间结构破坏更
严重
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幻灯片 72解析:由图可知,在一定温度范围内,随温度的升高酶活性增强,t1属于此区间;超过适宜温度后,随温度升高而下降,t2属于此区间。在高温没有使酶失活的范围内,可随温度的变化而变化,只有较高的温度才能破坏酶的空间结构。酶更适合在较低温度下保存。
答案:B
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幻灯片 734.(2008·广东高考)关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP
的描述,正确的是 ( )
A.无氧条件下,光合作用是细胞ATP的唯一来源
B.有氧条件下,线粒体、叶绿体和细胞溶胶都能产生
ATP
C.线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧
D.细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体
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幻灯片 74解析:无氧条件下,叶肉细胞通过厌氧呼吸可以产生ATP。在有氧条件下,叶肉细胞进行需氧呼吸,细胞溶胶、线粒体可以合成ATP。在有光的条件下,叶绿体内在光反应阶段可以合成ATP。叶绿体内合成ATP不需要氧。细胞质中消耗的ATP来源于细胞溶胶、线粒体和叶绿体。
答案:B
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幻灯片 755.(2012·广东高考)食品种类多,酸碱
度范围广。生物兴趣小组拟探究在食
品生产中应用范围较广的蛋白酶,查
阅相关文献,得知:
(1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据上图可知,________更适宜作为食品添加剂,理由是_________
_______________,蛋白酶的活力可用______________的量来表示。
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幻灯片 76(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下:
兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验,结果显示,酶保护剂浓度在0.02~0.06 mol/L范围内,酶活力较高;提取液pH在6.0~8.0范围内,酶活力较高。他们认为,要进一步提高粗酶制剂的酶活力,以达到最佳提取效果,还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化,并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称,设计实验结果记录表。
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幻灯片 77解析:(1)由图可知,在一定范围内木瓜蛋白酶的活力不受pH的影响,适宜作为食品添加剂。蛋白酶的活力可用单位时间内底物的减少量或产物的增加量来表示。(2)由题意可知,为了进一步确定酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH,可以在题干提供的范围内缩小梯度差,进一步进行实验。
答案:(1)木瓜蛋白酶 在pH 4~9范围内,木瓜蛋白酶的活力高且稳定 单位时间内产物增加(单位时间内反应底物减少)
(2)课题:探究酶保护剂的最佳浓度和提取液的最适pH
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幻灯片 78实验结果记录表
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幻灯片 796.(2011·全国卷)某同学从温度为55~65℃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。
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幻灯片 80解析:根据酶具有专一性的特点可知,脂肪酶只能催化脂肪的水解,因此测定其活性时,应选择脂肪作为底物;为维持反应液的酸碱度稳定,一般应加入缓冲溶液。蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色。要探究酶催化作用的最适温度,应设置一系列温度梯度,分别测定酶活性。催化活性最高时的温度即为最适温度,由于该细菌生活的温度范围为55~65℃,因此,设置温度梯度范围时应将其包含在内。
答案:(1)脂肪 缓冲 (2)蛋白质 (3)在一定温度范围(包括55~65℃)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,继续实验,直到出现峰值。
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幻灯片 81 一、试剂检测法——鉴定酶的本质
1.设计思路
从酶的化学本质上来讲,绝大多数的酶是蛋白质,少数的酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶,如淀粉酶、蛋白酶等,其本质都是蛋白质,所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质的鉴定方法。因此,使用双缩脲试剂产生紫色反应的鉴定方案即可。
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幻灯片 822.设计方案
项目
实验组
对照组
材料
待测酶溶液
已知蛋白液(等量)
试剂
分别加入等量的双缩脲试剂
现象
是否呈现紫色
呈现紫色
结论
呈现紫色说明该酶为蛋白质类;否则该酶的化学本质不是蛋白质
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幻灯片 83 二、对比法——探究或验证酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素
1.验证酶的高效性
(1)设计思路:验证酶高效性的方法是“对比法”,即通过对不同类型催化剂(主要是与无机催化剂作比较)催化底物反应速率进行比较,得出结论。
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幻灯片 84(2)设计方案:
项目
实验组
对照组
材料
等量的同一种底物
试剂
与底物相对应的酶溶液
等量的无机催化剂
现象
反应速率很快;或反应用时短
反应速率缓慢;或反应用时长
结论
酶具有高效性
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幻灯片 85 2.验证酶的专一性
(1)设计思路:验证酶专一性的方法也是“对比法”,常见的有两种方案:底物相同但酶不同或底物不同但酶相同,最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。
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幻灯片 86(2)设计方案:
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幻灯片 87 3.探究不同环境因素对酶活性的影响
(1)设计思路:采取对比的手段,将待探究的环境因素施加到实验组上,将其与对照组比较,观察酶促反应速率的变化,就可确定该环境因素对酶活性的影响。
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幻灯片 88(2)设计方案:
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幻灯片 89 三、梯度法——确定酶的最适温度和pH
1.设计思路
常用“梯度法”来探究酶的最适温度(或pH),设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照,最后根据实验现象得出结论:酶促反应时间最短的一组所处的温度(或pH)即最适温度(或pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小,测定的最适温度(或pH)就越精确。特别注意:在设计实验过程中,根据“单一变量原则”,除自变量(如温度或pH等)成等差数列相互对照外,其他所有无关变量都必须相同(包括材料的大小、质量、生长状况等)。
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幻灯片 902.一般步骤
组别编号
1
2
…
n
实验材料
等量的同种底物
pH
a1
a2
…
an
温度
T1
T2
…
Tn
衡量指标
相同时间内 ,各组酶促反应中生成物量的多少,或底物剩余的多少
实验结论
生成物量最多的一组,或底物剩余最少的一组所处温度(或pH)为最适温度(或pH)
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幻灯片 911.(2011·新课标全国卷)甲、乙两种酶用
同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间
的关系如右图所示。下列分析错误的是
( )
A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B.甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C.乙酶的化学本质为蛋白质
D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
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幻灯片 92解析:酶具有专一性,蛋白酶能催化蛋白质降解。因在蛋白酶的作用下,甲酶活性没有变化而乙酶活性逐渐下降,故甲酶的本质不是蛋白质,有可能是RNA;而乙酶的化学本质是蛋白质,在蛋白酶的作用下其空间结构被改变。
答案:B
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幻灯片 932.为验证酶的专一性,采用的最佳实验方案是 ( )
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幻灯片 94解析:由于麦芽糖和葡萄糖都是还原糖,因此使用本尼迪特试剂鉴定,a、b两组都会有红黄色沉淀生成。蔗糖虽然没有还原性,但是被蔗糖酶水解后会有还原糖生成,因此也不合理。淀粉可被淀粉酶催化水解,因此,反应完成后,a、b两组都没有淀粉存在,用碘液检测也不合理。淀粉和蔗糖都不具有还原性,在淀粉酶的催化下,淀粉水解生成麦芽糖和葡萄糖,因此可用本尼迪特试剂进行检测。
答案:C
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幻灯片 953.下列是有关某种淀粉酶的实验,处理方式及结果如下表及
图所示。根据结果判断,叙述正确的是 ( )
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幻灯片 96A.该淀粉酶在作用40 min后便会失去活性
B.在60℃的环境中此种淀粉酶已失去活性
C.此种淀粉酶在中性环境中的催化效率比
偏碱性中的高
D.物质甲对试管Ⅲ中淀粉酶活性的促进作用大于试管Ⅱ
解析:由图中试管Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的相应处理及其淀粉含量的改变情况可知:试管Ⅱ与试管Ⅰ仅有温度不同,导致试管Ⅰ中淀粉含量不下降的原因可能是温度过高导致酶变性失活;试管Ⅱ(pH=8)、试管Ⅲ(pH=7)内的淀粉都减少了,但是试管Ⅱ减少得更快,说明此淀粉酶在碱性环境中的催化效率比在中性环境中高。
答案:B
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幻灯片 974.甲、乙、丙三位同学围绕酶的特性进行了如下探究实验,
请你运用所学知识,指出三位同学实验中存在的问题,并提出修正方案。
(1)甲同学探究酶具催化作用:取一支试管,加入2 mL H2O2溶液,再加2滴新鲜土豆研磨液(研磨液中含过氧化氢酶),观察到大量气泡产生,用带火星的卫生香检测,卫生香猛烈燃烧,说明酶具有催化作用。
存在问题:______________________________________。
修正方案:______________________________________。
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幻灯片 98(2)乙同学探究pH对酶活性的影响:①取12支试管并编号为1~12,各加入0.3 cm3蛋白块,调节各试管的pH分别为1~12;②同时向12支试管内各加入等量的胰蛋白酶;③均放入盛有冰水的大烧杯内一段时间;④观察并记录各试管中蛋白块消失的时间。
存在问题:______________________________________。
修正方案:______________________________________。
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幻灯片 99(3)丙同学探究温度对酶活性的影响:①取6支试管并编号为A、A1、B、B1、C、C1。在试管A、B、C中都加入等量的淀粉溶液,在试管A1、B1、C1中都加入等量淀粉酶溶液。②将试管A、A1放入60℃水中,试管B、B,放入100℃水中,试管C、C1放入冰水中,维持5 min。③分别将等量的淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中,摇匀后,维持5 min。④取出试管,用本尼迪特试剂检测实验结果。
存在问题:______________________________________。
修正方案:______________________________________。
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幻灯片 100解析:(1)从“实验目的”中找出“自变量”,然后根据自变量设置分组进行探究,是解答本小题的突破口。“探究酶具催化作用”是实验目的,其自变量是有无酶。由于新鲜土豆研磨液中含有过氧化氢酶,因此,应设置一个空白对照组——添加等量的蒸馏水。(2)“探究pH对酶活性的影响”是实验目的,但是必须要保证其他无关变量适宜,不能影响酶的活性。本题中将各组置于冰水中不合理。(3)对于实验结果的观察,有些可以不借助试剂,如第(2)小题,有些需要借助试剂,如本小题。使用本尼迪特试剂检测时要用热水浴加热处理,放入冰水中的那组在加热过程中,可能仍会有酶促反应进行,因此可改用碘液检测,再根据颜色深浅,判定酶促反应进行的程度。
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幻灯片 101答案:(1)缺少对照组 应再取一支试管,滴加2滴蒸馏水,其余条件都相同,观察不到气泡产生 (2)无关变量(或温度)不适宜 应把12支试管放入37℃的水浴中保温相同时间 (3)检测结果的试剂不合适 应该是取出试管恢复至室温后各加入等量的碘液
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幻灯片 102[教材知识问题化梳理]
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
(1)酵母菌细胞呼吸方式: 和 。
(2)产物的检测:
需氧呼吸
厌氧呼吸
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幻灯片 103溴麝香草酚蓝
变浑浊
由蓝变绿再变黄
重铬酸钾
灰绿色
二、需氧呼吸
(1)反应式: 。
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幻灯片 104(2)过程图解:
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幻灯片 105三、厌氧呼吸
1.反应式
(1)酒精发酵: 。
(2)乳酸发酵: 。
2.场所及过程
(1)场所: 。
C6H12O6+2ADP+2Pi―→2C2H5OH+2CO2+2ATP
C6H12O6+2ADP+2Pi―→2CH3CHOHCOOH+2ATP
细胞溶胶
酶
酶
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幻灯片 106 (2)过程:
①第一阶段:与需氧呼吸第一阶段完全相同。
②第二阶段:丙酮酸在不同酶的催化作用下,分解
成 或者转化为 。
(3)产生能量:无论哪种厌氧呼吸都只在 阶段释放少量能量,生成少量ATP,葡萄糖分子中大部分能量则存留在不彻底的氧化产物中。
酒精和CO2
乳酸
第一
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幻灯片 107[巧学助记] 口诀记忆细胞呼吸
细胞呼吸三过程,需氧厌氧一段同,
葡(萄)糖分解丙酮氢,还要释放少量能。
需氧呼吸二阶段,丙酮和水来反应,
能量CO2还原氢,线(粒)体基质内完成。
需氧呼吸三阶段,O2氧化还原氢,
大量能量水生成,线(粒)体内膜来完成。
厌氧呼吸二阶段,还原物质不放能。
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幻灯片 108[效果自评组合式设计]
1.判断有关细胞呼吸说法的正误。
(1)葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在细胞有氧时
(2012·上海卷T25A改编)( )
(2)种子风干脱水后呼吸强度增强 (2011·海南卷T3A)( )
(3)厌氧呼吸的终产物是丙酮酸 (2010·课标卷T2A)( )
(4)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水
(2010·课标卷T2B)( )
(5)无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有[H]的积累
(2010·课标卷T2C)( )
×
×
×
×
×
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幻灯片 1092.右图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的
两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存
在于 ( )
A.线粒体、线粒体和细胞溶胶
B.线粒体、细胞溶胶和线粒体
C.细胞溶胶、线粒体和细胞溶胶
D.细胞溶胶、细胞溶胶和线粒体
答案:C
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幻灯片 110二、在回顾教材图表中强化学科能力
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幻灯片 111据有氧呼吸过程图解回答问题:
(1)请分析葡萄糖中氧的转移途径。
答案:C6H12O6→C3H4O3→CO2。
(2)用18O2供给动物需氧呼吸,在哪种呼吸产物中含有18O?
(3)油脂与糖相比,含H高,而O的含量少。则等量的油脂与糖相比,需氧呼吸释放能量和耗氧量的多少有何不同?
答案:油脂氧化分解耗氧量大,产生能量多。
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幻灯片 112探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.实验原理
细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸消耗的O2和产生的CO2的量相等,不会引起密闭容器内气体压强的改变;无氧呼吸包括酒精发酵和乳酸发酵。酒精发酵产生CO2,而乳酸发酵不产生任何气体,因此,前者可引起密闭容器中气体压强升高,后者则不改变密闭容器中的气体压强。
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幻灯片 1132.实验过程
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌+葡萄糖溶液)。
(2)检测CO2的产生,装置如图所示:
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幻灯片 114 (3)检测酒精的产生:
自A、B中各取2 mL滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化
3.注意事项
(1)通入A瓶的空气中不能含有CO2,以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊完全是由酵母菌需氧呼吸产生的CO2所致。
(2)B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是由厌氧呼吸产生的。
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幻灯片 115 A.向锥形瓶中充入N2的目的是制造无
氧环境
B.若溴麝香草酚蓝水溶液不变色,
则说明马铃薯块茎细胞进行的是酒精发酵
C.实验前应对马铃薯块茎碎屑消毒
D.溴麝香草酚蓝水溶液也可以换成澄清的石灰水
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幻灯片 116 [解析] 该实验的目的是研究马铃薯块茎厌氧呼吸的产物,故充入N2的目的是制造无氧环境;若溴麝香草酚蓝水溶液不变色,则说明马铃薯块茎细胞进行的是乳酸发酵;为防止马铃薯块茎上杂菌呼吸作用干扰实验结果,实验前需对马铃薯块茎消毒;检验CO2也可用澄清石灰水。
[答案] B
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幻灯片 1171.有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解
细胞呼吸的过程
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幻灯片 1182.过程分析
(1)需氧呼吸中氧元素的来源和去路:
(2)反应物和产物:
①CO2是在第二阶段产生的,是由丙酮酸和水反应生成的,场所是线粒体基质、嵴。
②O2参与了第三阶段,[H]和O2结合生成水,所以细胞呼吸产生的水中的氧来自于O2,场所是线粒体内膜。
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幻灯片 119 ③需氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水,反应物中的水用于第二阶段和丙酮酸反应,生成物中的水是需氧呼吸第三阶段[H]和O2结合生成的。
④需氧呼吸第一、二阶段产生的[H]用于第三阶段与O2结合生成水;厌氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸。
(3)能量代谢:
①需氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP,而厌氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。
②细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失,少部分转移到ATP中。
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幻灯片 120[联前系后]
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需氧呼吸与线粒体
(1)需氧呼吸的场所并非只是线粒体:
①真核细胞需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体。
②原核细胞无线粒体,在细胞质中进行需氧呼吸。
(2)无线粒体的真核细胞(生物)只能进行厌氧呼吸,如哺乳动物成熟红细胞和蛔虫等。
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幻灯片 121 [例2] 将含酵母菌的葡萄糖溶液均分为4份,分别置于甲、乙、丙、丁四种条件下培养,测得CO2和O2体积变化的相对值如下图。下列叙述正确的是 ( )
A.甲条件下,细胞呼吸的产物除CO2外,还有乳酸
B.乙条件下,需氧呼吸比厌氧呼吸消耗的葡萄糖多
C.丙条件下,细胞呼吸产生的ATP最少
D.丁条件下,产物中的CO2全部来自线粒体
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幻灯片 122 [解析] 甲条件下,酵母菌进行厌氧呼吸,产生的是CO2和酒精。乙条件下,需氧呼吸消耗的葡萄糖比厌氧呼吸消耗的葡萄糖少。丙条件下产生的ATP不是最少的,产生ATP最少的是甲条件下。丁条件下,吸收的O2与释放的CO2一样多,酵母菌只进行需氧呼吸,所以产生CO2全部来自线粒体。
[答案] D
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幻灯片 123———————[规律方法]—————————————
据产物判断细胞呼吸的类型
(1)无CO2产生⇒只进行厌氧呼吸产生乳酸。
(2)不耗O2,但产生CO2⇒只进行产生酒精的厌氧呼吸。
(3)消耗O2等于释放CO2⇒只进行以葡萄糖为底物的需氧呼吸。
(4)CO2释放量大于O2吸收量⇒既进行需氧呼吸,也进行厌氧呼吸。
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幻灯片 124———————[规律方法]—————————————
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幻灯片 125易误点一
不能掌握细胞呼吸的有关计算
失误类型
审题偏差类失误
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幻灯片 126[教你审题]
①
②
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幻灯片 127A.实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为6∶5
B.甲、乙两发酵罐分别在第5 h和第3 h厌氧呼吸速率最快
C.甲发酵罐实验结果表明在有氧气存在时酵母菌无法进行厌氧
呼吸
D.该实验证明向葡萄糖溶液中通入大量的氧气可以提高酒精的
产量
[自主尝试] 选___。
B
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幻灯片 128[解题指导]
关键点
信息解读
①
甲发酵罐中先进行需氧呼吸,再进行厌氧呼吸,乙发酵罐中只进行厌氧呼吸
②
甲中消耗O2为6,生成酒精为18,据此可确定甲中产生CO2为24。乙中产生酒精量为15,据此可确定乙产生CO2为15,故甲、乙产生CO2之比为8∶5
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幻灯片 129 [常见失分探因]
(1)误认为甲中只进行需氧呼吸,或混淆了厌氧呼吸中C2H5OH和CO2的量的关系,而不能准确计算甲、乙发酵罐中CO2之比。
(2)此类问题还常以柱状图形式考查,解答的关键是明确需氧呼吸和厌氧呼吸各物质量的关系,并准确确定O2、CO2和酒精的关系。
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幻灯片 130影响细胞呼吸因素的曲线解读
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[典型图示]
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幻灯片 131 [信息解读]
(1)温度对呼吸速率的影响是通过影响酶的活性实现的,因此温度与呼吸速率的关系与温度影响酶促反应速率的曲线是一致的。
(2)图2中Q点只进行厌氧呼吸,R点表示细胞呼吸速率最低,P点表示只进行需氧呼吸,QR段释放CO2逐渐减少的原因是厌氧呼吸逐渐减弱,但由于O2浓度较低,需氧呼吸也比较弱。
(3)在保存蔬菜、水果时,应保持低温、低氧条件。
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幻灯片 132[解题技法]
(1)“钟”型曲线:典型的酶促反应曲线,影响该曲线变化的因素是温度、pH。
(2)下降型曲线:呼吸反应速率逐渐减缓,一般受生成物含量的影响,随生成物的增多而减缓,如CO2浓度。
(3)上升型曲线:呼吸反应速率逐渐加快,一般受反应物含量的影响,随反应物的增多而增加,如含水量。
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幻灯片 133[强化训练]
A.甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B.甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的D点
C.甲图的a、b、c、d四种浓度中c是最适合贮藏的
D.甲图中氧浓度为d时没有酒精产生
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幻灯片 134解析:甲图中氧浓度为a时,细胞只释放CO2不吸收O2,说明细胞只进行厌氧呼吸,对应乙图中的A点;甲图中氧浓度为b时,CO2的释放量远远大于O2的吸收量,说明细胞既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸,且厌氧呼吸强度大,应在乙图中的AC段之间;贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时(甲图中的c);氧浓度为d时,CO2释放量与O2的吸收量相等,细胞只进行需氧呼吸,因此没有酒精产生。
答案:B
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幻灯片 135探究细胞呼吸的类型
1.实验装置
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幻灯片 136 装置甲中NaOH溶液的作用是吸收掉呼吸所产生的CO2,红色液滴移动的距离代表酵母菌细胞呼吸吸收的O2量。装置乙中红色液滴移动的距离代表酵母菌细胞呼吸吸收的O2量与产生的CO2量的差值。
2.实验分析
现象
结论
甲装置
乙装置
液滴左移
液滴不动
只进行需氧呼吸
液滴不动
液滴右移
只进行厌氧呼吸
液滴左移
液滴右移
既进行需氧呼吸,又进行厌氧呼吸
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幻灯片 137 3.注意事项
(1)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应将装置进行灭菌,所测种子进行消毒处理。
(2)对照组的设置:为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差,应设置对照实验,将所测定的生物灭活(将种子煮熟),其他条件均不变。
(3)若选用绿色植物作实验材料,测定细胞呼吸速率,需将整个装置进行遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
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幻灯片 138[案例示法]
[典例] 不同种类的种子中储存的营养物质的种类不同。在科学研究中常用RQ(RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)来表示生物的有氧呼吸的能源物质的不同。下面是测定发芽种子呼吸商的两个装置图:
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幻灯片 139 (1)装置一中的小瓶中加入NaOH溶液的目的是________。
(2)若发芽的种子已长出幼苗,进行该实验时,则应将装置放置在何种条件下进行?________;原因是______________
____________________________________________________。
(3)小琪同学来做这个实验,她将同一种正在发芽的种子等量分装入两个装置。假定其他操作步骤无误,她发现装置一中的着色液向左移动,而装置二中的着色液位置却不发生改变,则可推定该种子发芽过程所消耗的能源物质主要是________,理由是_________________;
若发现装置一与装置二中的着色液均匀向左移动,则该种子发芽过程中所消耗的能源物质主要是__________________,理由是_______________________。
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幻灯片 140 [解题指导]
(1)明确装置的作用。装置一中的小瓶中加入NaOH溶液的目的是吸收发芽种子呼吸产生的CO2,根据着色液滴移动的刻度测出细胞呼吸消耗的O2体积。装置二的作用是比较种子发芽时进行细胞呼吸消耗的O2体积与释放CO2的体积的变化大小,作为对照。
(2)测定绿色植物呼吸速率的方法。若发芽的种子已长出幼苗,幼苗可进行光合作用,为避免光合作用的干扰,应将装置放置于黑暗条件下。
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幻灯片 141 (3)呼吸底物与RQ的关系。据装置二中着色液位置不改变说明种子发芽时进行呼吸作用消耗的O2体积与释放CO2的体积相等,呼吸商为1。只有当以葡萄糖(或糖类)为能源物质进行需氧呼吸时,消耗的O2体积与释放CO2的体积才相等。油脂的元素组成中,碳、氢百分比含量较高,氧占的比例小,氧化分解时耗氧多,呼吸商小于1。因此若发现装置一与装置二中的着色液均向左移动,说明种子进行需氧呼吸,且细胞呼吸消耗的O2体积大于释放CO2的体积,呼吸商小于1,消耗的能源物质主要是油脂(或脂质)。
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幻灯片 142 [标准答案]
(1)吸收发芽种子呼吸产生的二氧化碳
(2)黑暗条件 避免幼苗进行光合作用,干扰细胞呼吸的气体量变化
(3)葡萄糖(或糖类) 以葡萄糖为能源物质进行需氧呼吸时,吸收的氧气等于释放出的二氧化碳 油脂(或脂质) 油脂中碳氢百分比含量较高,吸收的氧气大于释放的二氧化碳
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幻灯片 143———————[归纳小结]—————————————
(1)以绿色植物作实验材料,在测定呼吸商时,应该在黑暗环境下进行,以排除光合作用对细胞呼吸的影响。
(2)用脂肪(或脂质)含量高的种子,如油料种子做测定实验,则液滴移动更明显(因其消耗O2量更大)。
(3)在利用该类装置探究细胞呼吸类型时,应先确定细胞呼吸的底物是葡萄糖还是脂肪。
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幻灯片 144[课堂考点集训]
考点一 细胞呼吸的过程
1.下列关于有氧呼吸过程的叙述,正确的是 ( )
A.全过程必须有氧参与,并且始终在线粒体中进行
B.第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸,产生大量的[H]和ATP
C.第二阶段是丙酮酸分解成CO2和H2O,产生少量的ATP
D.第三阶段是[H]和氧结合产生H2O,同时生成大量的ATP
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幻灯片 145解析:有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行,葡萄糖分解成丙酮酸,同时产生少量的[H]和ATP;第二阶段在线粒体基质中进行,丙酮酸和H2O彻底分解成CO2和[H],产生少量的ATP;第三阶段在线粒体内膜上进行,[H]和氧结合产生H2O,同时生成大量的ATP。
答案:D
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幻灯片 1462.(2012·江苏高考)下图表示细胞呼吸作用的过程,其中
1~3代表有关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(多选) ( )
A.1和3都具有双层生物膜
B.1和2所含酶的种类不同
C.2和3都能产生大量ATP
D.甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
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幻灯片 147解析:图示中1表示需氧呼吸第一阶段的场所——细胞溶胶,葡萄糖在此被分解为丙酮酸和[H],并产生少量ATP,所以甲表示丙酮酸;2表示需氧呼吸第二阶段的场所——线粒体基质、嵴,丙酮酸和水反应生成CO2和[H],并产生少量ATP,所以乙表示[H];3表示需氧呼吸第三阶段的场所——线粒体内膜,[H]与O2反应生成H2O,同时产生大量ATP。1表示的细胞溶胶无双层生物膜,A项错误;细胞溶胶和线粒体基质中进行的化学反应不同,所含酶的种类也不同,B项正确;2所表示的线粒体基质中不能产生大量ATP,C项错误;据上述分析可知甲表示丙酮酸,乙表示[H],D项正确。
答案:BD
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幻灯片 148考点二 细胞呼吸的应用及影响因素
3.食品等保存的方法有很多,其原理不完全相同。下列哪
项方法的原理与其他三项不同 ( )
A.在地窖中保存蔬菜 B.鱼肉腌制保存
C.种子晒干保存 D.水果低温保存
解析:A、C、D三项的原理是降低被保存物品的细胞呼吸强度,而B项是利用渗透作用原理杀死被保存物的细胞和微生物。
答案:B
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幻灯片 1494.如图表示某植物的非绿色器官呼吸时O2的吸收量和CO2
的释放量之间的相互关系,其中线段XY=YZ,则在氧浓度为a时 ( )
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幻灯片 150A.有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多
B.有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多
C.有氧呼吸比无氧呼吸释放的二氧化碳多
D.有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量相等
解析:在O2浓度为a时,无氧呼吸消耗有机物多于有氧呼吸,但有氧呼吸释放能量多于无氧呼吸。
答案:B
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幻灯片 1515.下图表示生物体内部分物质之间的转化关系,请据图
作答。
考点三 探究酵母菌细胞呼吸的方式
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幻灯片 152(1)a~d四个生理过程中,人体不能进行的过程除a外,还包括________,原因是缺乏________。硝化细菌将CO2转化为C6H12O6时,所利用的能量来自________________。
(2)水稻叶肉细胞内,a过程中H2O→O2的部位是叶绿体中的________,伴随该过程的能量转化反应式为____________
______________________。
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幻灯片 153(3)请填写检测酵母菌呼吸产物时所用试剂和颜色反应比较表:
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幻灯片 154解析:(1)图中a、b、c、d分别表示光合作用、无氧呼吸(产物为酒精)、有氧呼吸和无氧呼吸(产物为乳酸)。在人体内不能进行a和b过程,原因是缺乏相关的酶。硝化细菌属于化能自养型微生物,其将无机物合成有机物所需的能量来自NH3等物质的氧化释放的化学能。(2)水稻叶肉细胞内,通过光反应完成H2O→O2过程,其场所在叶绿体类囊体薄膜上,伴随着ATP的产生。(3)CO2可使澄清的石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成灰绿色。
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幻灯片 155“课下综合检测”见“课时跟踪检测(九)”
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幻灯片 156教师备选题库(给有能力的学生加餐)
1.(2011·海南高考)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.土壤淹水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
解析:种子风干后,水分减少,呼吸强度减弱;破伤风杆菌代谢类型为异养厌氧型,所以其在无氧条件下才能大量繁殖;小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐增强。
答案:B
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幻灯片 1572.(2010·新课标全国卷)下列关于呼吸作用的叙述,正确的
是 ( )
A.无氧呼吸的终产物是丙酮酸
B.有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水
C.无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有[H]的积累
D.质量相同时,脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多
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幻灯片 158解析:A项无氧呼吸过程有机物分解不彻底,其产物为乳酸或酒精和二氧化碳;B项[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水;C项无氧呼吸不需要O2的参与,该过程没有[H]的积累;D项相同质量的脂肪和糖原氧化分解时,脂肪释放的能量多。
答案:D
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幻灯片 1593.(2010·上海高考)在人和植物体内都会发生的物质转化过
程是 ( )
①葡萄糖彻底氧化 ②葡萄糖转化为乙醇 ③葡萄糖脱水缩合 ④葡萄糖分解为丙酮酸
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④
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幻灯片 160解析:在人和植物体内都能进行有氧呼吸,将葡萄糖彻底氧化分解,在分解过程中,第一步是将葡萄糖分解为丙酮酸。在缺氧条件下,人和植物体都能进行短暂的无氧呼吸,但是人无氧呼吸的产物是乳酸,而植物无氧呼吸的产物是酒精。植物和动物体的细胞内都能进行葡萄糖脱水缩合形成多糖的过程,植物体通过光合作用合成单糖再形成淀粉等多糖,人体在肌细胞和肝细胞内可将葡萄糖合成为糖原。故只有过程②在人体内不能发生。
答案:C
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幻灯片 1614.(2009·上海高考)过量摄入糖类会导致体内脂肪积累,其
部分原理如下图所示。其中过程X、物质Y和物质Z分别是 ( )
A.糖酵解、丙酮酸、脂肪酸
B.有氧呼吸、乳酸、脂肪酸
C.糖酵解、乳酸、胆固醇
D.有氧呼吸、丙酮酸、胆固醇
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幻灯片 162解析:据图可知:Y是丙酮酸,所以X过程应是糖酵解,而不全是需氧呼吸。丙酮酸脱去一个二氧化碳后,形成二碳化合物,而甘油和脂肪酸正好构成脂肪(油脂),所以Z应是脂肪酸。
答案:A
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幻灯片 1635.(2009·天津高考)按下表设计进行实验。分组后,在相
同的适宜条件下培养 8~10 h,并对实验结果进行分析。
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幻灯片 164下列叙述正确的是 ( )
A.甲组不产生 CO2 而乙组产生
B.甲组的酒精产量与丙组相同
C.丁组能量转化率与丙组相同
D.丁组的氧气消耗量大于乙组
解析:细胞破碎后细胞质基质丧失,细胞器完整,无氧条件下,由于没有细胞质基质,无法进行无氧呼吸,通氧后,葡萄糖无法分解为丙酮酸,而线粒体不能利用葡萄糖,酵母菌也无法进行有氧呼吸;细胞未处理时,无氧条件下进行无氧呼吸,通氧时进行有氧呼吸,有氧呼吸能量转化率比无氧呼吸能量转化率大,有氧呼吸消耗 O2,无氧呼吸不消耗 O2。
答案:D
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幻灯片 1656.(2012·山东高考)哺乳动物肝细胞内糖代谢的部分过
程如图所示。
(1)图中X物质为______。在有氧条件下,该物质和水彻底分解成二氧化碳和[H],该过程在________中进行。
(2)血糖浓度升高时,葡萄糖进入肝细胞后可合成________,多余的葡萄糖还可转化成________以储存能量。
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幻灯片 166(3)胰腺中________分泌的胰高血糖素,与肝细胞膜上的受体结合后调节糖代谢过程,这反映了细胞膜具有_________
_______________________的功能。
(4)用14C标记的葡萄糖研究肝细胞内糖代谢的过程中,发现血浆中的白蛋白亦出现放射性。在白蛋白合成和分泌过程中,依次出现放射性的细胞器是_____________________。
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幻灯片 167解析:(1)由图可知,物质X由葡萄糖分解而来,并可进入线粒体中,由此可以判定X为丙酮酸。有氧条件下,丙酮酸和水在线粒体基质中彻底氧化分解成二氧化碳和[H],并释放出少量的能量。(2)血糖浓度升高时,胰岛素分泌增多,促进细胞加速摄取、利用葡萄糖,促进葡萄糖进入肝细胞并合成肝糖原(或肝糖元);多余的葡萄糖还可转化成脂肪以储存能量。(3)胰高血糖素是由胰腺中的胰岛A细胞分泌的。该激素与细胞膜上的受体结合后调节细胞内的代谢过程,体现了细胞膜的信息传递功能。(4)分泌蛋白在核糖体中合成,经过内质网的加工、高尔基体的再加工和包装,通过囊泡的运输最终分泌到细胞外。因此在白蛋白合成和分泌过程中,依次出现放射性的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体。
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幻灯片 168答案:(1)丙酮酸 线粒体基质
(2)肝糖原 脂肪
(3)胰岛A细胞 细胞间信息交流(或细胞间信息传递)
(4)核糖体、内质网、高尔基体
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幻灯片 1697.(2009·福建高考)回答下列问题。
右图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。
材料用具:保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
实验假设:酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的热量更多。
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幻灯片 170(1)取A、B两装置设计实验如下,请补充下表中内容:
(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是________,这是控制实验的________变量。
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幻灯片 171(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量,还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤:
(4)实验预期:在适宜条件下实验,30分钟后记录实验结果,若装置A、B、C温度大小关系是:________________
(用“<、=、>”表示),则假设成立。
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幻灯片 172解析:(1)本实验的自变量是氧气的有无,因变量是温度变化,其他变量是无关变量(控制变量),对于无关变量要控制其等量且适宜。(2)将C6H12O6溶液煮沸的目的是排除溶液中氧气的干扰。(3)本实验的自变量是呼吸作用的有无,因变量还是温度变化,因此除步骤二以外与B组完全相同。(4)有氧呼吸产生的热量最多,而没有呼吸作用的C组几乎不产生热量。
答案:(1)①不加入石蜡油 ②加入10 g活性干酵母
(2)去除氧气 自 (3)③加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 ④不加入活性干酵母 (4)A>B>C
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幻灯片 173[教材知识问题化梳理]
一、捕获光能的色素和叶绿体的结构
1.叶绿体
(1)结构示意图:
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幻灯片 174酶
DNA和RNA
酶
色素
(3)功能:进行 的场所
光合作用
决定
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幻灯片 1752.色素的种类和功能
叶绿素a
叶绿素b
黄
橙黄
红光和蓝紫光
蓝紫光
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幻灯片 176二、光合作用的探索历程[连线]
[动漫演示更形象 见课件光盘]
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幻灯片 177三、光合作用的过程
[动漫演示更形象 见课件光盘]
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幻灯片 178 四、光合作用原理的应用
1.光合作用强度
(1)概念:植物在 内通过光合作用制造_____
的数量。
(2)表示方法:用一定时间内 或 的数量来定量表示。
2.影响因素
(1)空气中 。
单位时间
糖类
原料消耗
产物生成
CO2浓度
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幻灯片 179 (2)土壤中 。
(3)光照的 以及光的 。
(4) 的高低。
3.应用
控制 和温度的高低,适当增加作物环境中 来提高光合作用强度。
水分含量
时间、强度
成分
温度
光照的强弱
CO2的浓度
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幻灯片 180[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1.判断下列有关叶绿体色素叙述的正误。
(1)利用纸层析法可分离4种叶绿体色素
(2012·海南卷T9B)( )
(2)叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光
(2012·海南卷T9A)( )
(3)红枫叶片呈红色是因为吸收了红光
(2011·海南卷T12B)( )
(4)液泡中色素吸收的光能用于光合作用
(2011·海南卷T12D)( )
√
√
×
×
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幻灯片 1812.判断下列有关光合作用叙述的正误。
(1)光反应为碳反应提供[H]和H2O
(2010·海南卷T4A)( )
(2)破坏叶绿体外膜后,O2不能产生
(2011·浙江卷T1A)( )
(3)离体叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后,可完成碳反应 (2011·浙江卷T1D)( )
(4)光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经需氧呼吸产生的 (2008·江苏卷T5C)( )
×
×
√
×
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幻灯片 1823.(2011·新课标全国卷)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一
段时间后,与对照组相比,其叶片光合作用强度下降,原因是 ( )
A.光反应强度升高,暗反应强度降低
B.光反应强度降低,暗反应强度降低
C.光反应强度不变,暗反应强度降低
D.光反应强度降低,暗反应强度不变
答案:B
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幻灯片 183二、在回顾教材图表中强化学科能力
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幻灯片 184上图为夏季晴朗的白天,植物光合作用强度曲线图,据图回答问题:
(1)在12时左右光合作用强度明显减弱的原因是什么?
答案:光照过强→气孔关闭→CO2供应不足→光合作用下降。
(2)C点与B点相比,C3和C5化合物含量发生怎样的变化?
答案:C3含量相对下降,C5含量相对上升。
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幻灯片 185光合作用的过程
1.光反应与暗反应的比较
过程
光反应
碳反应
图解
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幻灯片 186过程
光反应
碳反应
条件
必须在光下
有光、无光都可以
场所
叶绿体类囊体膜
叶绿体基质
物质转化
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幻灯片 187过程
光反应
碳反应
能量转化
光能→活跃的化学能→有机物中稳定化学能
联系
光反应为碳反应提供NADPH、ATP,碳反应为光反应提供ATP和Pi,如图:
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幻灯片 188 2.光照和CO2浓度变化对光合作用物质含量变化的影响
当外界条件改变时,光合作用中C3、C5、NADPH、ATP的含量变化可以采用下图分析:
(1)图示:
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幻灯片 189(2)分析:
条件
过程变化
C3
C5
NADPH
和ATP
模型
分析
光照由强到弱,CO2供应不变
①过程减弱
②③过程减弱
④过程正常进行
增加
减少
减少或没有
光照由弱到强,CO2供应不变
①过程增强
②③过程增强
④过程正常进行
减少
增加
增加
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幻灯片 190条件
过程变化
C3
C5
NADPH和ATP
模型分析
光照不
变,CO2
由充足
到不足
④过程减弱
①②③过程正常进行,随C3减少
②③减弱,①过程正常
减少
增加
增加
光照不变,CO2由不足到充足
④过程增强
①②③正常进行,随C3增加②③增强,①过程正常
增加
减少
减少
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幻灯片 191----
幻灯片 192 A.图中物质A可表示C3化合物
B.图中物质A可表示C5化合物
C.若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中,一段时间后,物质A的浓度将比物质B高
D.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%时的低
----
幻灯片 193 [解析] CO2浓度降低时,C3化合物的产生减少而消耗不变,故C3化合物的含量降低,与物质A的变化趋势一致;而C5化合物的产生不变却消耗减少,故C5化合物的含量增加,与物质B的变化趋势一致。在达到相对稳定时,C3化合物的含量是C5化合物含量的2倍。CO2 浓度较低时,碳反应强度低,需要的NADPH和ATP的量少,故在较低的光照强度时就能达到此CO2浓度时的最大光合速率。
[答案] B
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幻灯片 194 请分析将CO2浓度从1%迅速降低至0.003%后,物质B浓度升高的原因。
提示: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。
----
幻灯片 195影响光合作用的环境因素及应用
1.光照强度与光合作用速率的关系曲线
(1)曲线分析(如图):
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幻灯片 196----
幻灯片 197 (2)应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,如图中虚线所示。间作套种农作物,可合理利用光能。
----
幻灯片 1982.CO2浓度
(1)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′点都表示CO2饱和点。
(2)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。
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幻灯片 1993.温度
(1)曲线分析:
温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。
(2)应用:冬季,温室栽培可适当提高温度;晚上可适当降低温度,以降低细胞呼吸消耗有机物。
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幻灯片 200 [例2] (2013·南京一模)某生物兴趣小组就影响植物光合作用的因素进行了研究,获得如下图所示的实验结果。下列有关分析正确的是 ( )
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幻灯片 201 A.该实验表明,温度、光照强度和CO2浓度都会影响植物光合作用的强度
B.当光照强度大于7时,该植物在15℃和25℃的环境中合成有机物的速率相同
C.随着温度的升高,该植物的呼吸速率逐渐增强
D.该植物可在较低温度、较弱光照的环境中快速生长
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幻灯片 202 [解析] 图中影响植物光合作用的因素只涉及温度和光照强度,并没有涉及CO2浓度;当光照强度大于7时,该植物在15℃和25℃的环境中积累有机物的速率相同,但是在25℃环境中该植物呼吸速率较大,所以25℃环境中该植物合成有机物的速率较大;由题图知5℃和15℃时植物的呼吸速率相等。
[答案] D
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幻灯片 203易误点
不能正确区分表观光合作用速率与真正光合作用速率
失误类型
知识理解类失误
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幻灯片 204[认知纠偏]
1.表观(净)光合作用速率与真正光合作用速率的表示方法
(1)净光合速率:常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。
(2)真正光合速率:常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。
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幻灯片 2052.表观光合作用速率与真正光合作用速率的关系
(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。
(2)绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数据为净光合速率。
(3)真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。
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幻灯片 206[设误角度]
高考命题常从以下角度设置陷阱
高考命题常以曲线图形式考查光合作用速率与呼吸作用速率之间的关系。在题干信息中,常以“CO2吸收量”、“有机物的制造量”或“有机物的积累量”等来表示光合作用速率。在解答时,应根据具体情况判断图中的光合作用速率表示的是真正光合速率还是表观光合速率。
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幻灯片 207以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响,结果如图所示。相关分析正确的是 ( )
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幻灯片 208A.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与
30℃时相等
B.光照相同时间,在20℃条件下植物积累的有机物的量
最多
C.温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少
D.两曲线的交点表示光合作用制造的与细胞呼吸消耗的有
机物的量相等
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幻灯片 209解析:光下CO2的消耗量应为CO2吸收量与呼吸CO2释放量之和,35℃时消耗量为3.00+3.50=6.50,30℃时为3.50+3.00=6.50。图中可见光下25℃时CO2吸收量最大,故25℃时植物积累的有机物的量最多。25℃时,光合作用CO2的消耗量应为3.75+2.25=6.00,而30℃、35℃时都为6.50。图中两曲线的交点应表示光合作用积累的与呼吸作用消耗的有机物的量相等。
答案:A
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幻灯片 210解读密闭容器及自然环境中植物光合作用曲线
[典型图示]
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图1 夏季一昼夜CO2吸收和释放变化曲线
[课件展示更丰富 见配套光盘]
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幻灯片 211————————————————————————
图2 密闭玻璃罩内CO2浓度与时间的关系曲线
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幻灯片 212[信息解读]
(1)图1中各点含义及形成原因分析:
a点:凌晨2时~4时,温度降低,呼吸作用减弱,CO2释放减少。
b点:有微弱光照,植物开始进行光合作用。
bc段:光合作用小于呼吸作用。
c点:上午7时左右,光合作用等于呼吸作用。
ce段:光合作用大于呼吸作用。
d点:温度过高,部分气孔关闭,出现“午休”现象。
e点:下午6时左右,光合作用等于呼吸作用。
ef段:光合作用小于呼吸作用。
fg段:没有光照,停止光合作用,只进行呼吸作用。
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幻灯片 213 (2)图2中各点含义及形成原因分析:
AB段:无光照,植物只进行呼吸作用。
BC段:温度降低,呼吸作用减弱。
CD段:4时后,微弱光照,开始进行光合作用,但光合作用强度<呼吸作用强度。
D点:随光照增强,光合作用强度=呼吸作用强度。
DH段:光照继续增强,光合作用强度>呼吸作用强度。其中FG段表示“光合午休”现象。
H点:随光照减弱,光合作用强度下降,光合作用强
度=呼吸作用强度。
HI段:光照继续减弱,光合作用强度<呼吸作用强度,直至光合作用完全停止。
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幻灯片 214[强化训练]
1.(2012·山东高考)夏季晴朗的一天,甲乙两株同种植物
在相同条件下CO2吸收速率的变化如下图所示。下列说法正确的是 ( )
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幻灯片 215A.甲植株在a点开始进行光合作用
B.乙植株在e点有机物积累量最多
C.曲线b~c段和d~e段下降的原因相同
D.两曲线b~d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭
解析:图中光合作用开始的点在a点之前,即CO2吸收速率开始变化的点;图中6~18时有机物一直在积累,18时植物体内有机物积累量最大;曲线b~c段下降的原因是光照太强,气孔关闭,叶片吸收的CO2少,d~e段下降的原因是光照强度减弱。
答案:D
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幻灯片 2162.(2012·海南高考)将一株生长正常的绿色植物置于密
闭的玻璃容器内,在适宜条件下光照培养,随培养时
间的延长,玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是
( )
A.一直降低,直至为零
B.一直保持稳定,不变化
C.降低至一定水平时保持相对稳定
D.升高至一定水平时保持相对稳定
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幻灯片 217解析:在适宜的条件下培养密闭容器内的植物,密闭容器内的CO2含量有限,随着光合作用的持续进行,CO2逐渐被消耗,浓度降低,进而光合作用强度跟着降低,当CO2浓度降低到一定水平时,植物的光合作用和呼吸作用强度相等,则装置内的CO2浓度就保持相对稳定。
答案:C
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幻灯片 218[课堂考点集训]
考点一 光合作用的过程和原理
1.叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体
结构与功能的叙述,正确的是 ( )
A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内
B.H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中
C.CO2的固定过程发生在类囊体膜上
D.光合作用的产物——淀粉是在基质中合成的
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幻灯片 219解析:叶绿体中的色素主要分布在类囊体膜上,而不是位于叶绿体的类囊体腔内,H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在类囊体膜上,CO2的固定过程发生在叶绿体基质中,光合作用的产物——淀粉是在基质中合成的。
答案:D
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幻灯片 2202.(2013·南京模拟)1880年,美国科学家恩格尔曼用载有水
绵和细菌的临时装片为材料,进行了光合作用的实验探究,下列有关分析错误的是 ( )
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幻灯片 221A.该实验的自变量为有、无光照,故甲、乙两组的处理
条件分别是有光照、无光照
B.实验中所用的细菌必须是好氧细菌,实验前装置需进
行“去氧”处理
C.该实验证明了光合作用进行的场所是叶绿体,条件之
一是需要光照
D.该实验还可以证明光合作用的产物有氧气
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幻灯片 222解析:恩格尔曼所做实验的自变量为有无光照,本实验共用了两种比较:一是将甲组置于黑暗环境中,然后用极细的光束照射水绵的某些部位,对比被照射部分和未被照射部分;二是将该装置置于光下得到乙组情况,对比光照全部与光照部分。
答案:A
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幻灯片 2233.(2013·海口模拟)科学家提取植物细胞中的叶绿体,将叶
绿体膜破坏,分离出基质和基粒,用来研究光合作用的过程。下列条件下不能产生葡萄糖的是 ( )
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幻灯片 224解析:葡萄糖通过光合作用中的暗反应产生,其场所为叶绿体基质,需要的条件有[H]、ATP、CO2、C5、酶等,在B项中缺乏基质,也就缺乏了暗反应所需要的酶,故不能产生葡萄糖。
答案:B
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幻灯片 225考点二 影响光合作用的因素
4.(2013·山东实验中学二次诊断)近年来南极上空的臭氧空
洞逐渐增大,地表紫外线照射量增加,紫外线为高能量光线,在生物体内易激发超氧化物形成,致使脂质氧化而破坏其功能。据此分析,植物短暂暴露在高紫外线条件下,光合作用能力立即明显受到抑制的原因主要是 ( )
A.光合作用酶受到破坏 B.囊状膜受到破坏
C.碳反应受抑制 D.DNA受到破坏
解析:从题干中的信息:高能量紫外线能够破坏脂质可知,高能量紫外线能够破坏叶绿体中的类囊体膜,从而影响到光合作用的光反应。
答案:B
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幻灯片 2265.下图表示将某植物放在不同CO2浓度环境条件下,其光合
速率受光照强度影响的变化曲线。a、b、c三点所对应的叶肉细胞中C3含量由高到低的顺序是 ( )
A.a>b>c B.ab=c D.a=bb>c。
答案:A
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幻灯片 2286.(2013·合肥二模)光合作用和化能合成作用是自养生物的
重要代谢活动,请回答有关问题。
(1)绿色植物的叶绿体是进行光合作用的场所。蓝藻细胞不含叶绿体,但含有__________________________等物质,从而能进行光合作用。
(2)除了绿色植物以外,硝化细菌也属于自养生物。硝化细菌能将二氧化碳和水合成为糖类,该过程利用的能量来自____________。
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幻灯片 229(3)如图表示光合作用的简要过程。据图回答问题。
在其他条件适宜的情况下,突然停止光照,短时间内磷酸甘油酸的浓度____________; 在适宜光照条件下,突然停止二氧化碳供应,短时间内二磷酸核酮糖的浓度_______,磷酸甘油醛的浓度____________。在CO2存在条件下,将植物从暗处移到明处后,磷酸甘油醛浓度____________。
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幻灯片 230解析:(1)蓝藻没有叶绿体,但是有吸收光能的色素及光合作用所需的酶,因此能进行光合作用。(2)硝化细菌属于化能自养型生物,能利用氨氧化释放的能量将二氧化碳和水转化成糖类。(3)停止光照,短时间内产生的[H]和ATP减少,磷酸甘油酸被还原的量减少,而磷酸甘油酸的生成速率基本不变,故其浓度上升。突然停止CO2供应,CO2固定消耗的二磷酸核酮糖减少,但磷酸甘油酸的还原速率基本不变,则磷酸甘油醛的浓度基本不变,二磷酸核酮糖的生成速率也基本不变,故二磷酸核酮糖的浓度上升。将植物从暗处移到明处后,磷酸甘油酸还原成磷酸甘油醛的反应开始进行,故磷酸甘油醛的浓度上升。
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幻灯片 231答案:(1)吸收光能的色素和光合作用所需的酶
(2)氨氧化释放的化学能
(3)上升 上升 基本不变 上升
“课下综合检测”见“课时跟踪检测(十)”
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幻灯片 2321.(2011·浙江高考)下列有关叶绿体及光合作用的叙述,正确
的是 ( )
A.破坏叶绿体外膜后,O2不能产生
B.植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例保持不变
C.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
D.离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后,可完成碳(暗)反应
教师备选题库(给有能力的学生加餐)
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幻灯片 233解析:O2的产生是在光反应阶段中产生,场所是类囊体薄膜,与叶绿体外膜无关。植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例有变化。冬季光合速率低的原因包括光照减弱和温度降低等。添加ATP、NADPH、CO2,叶绿体基质中含有碳反应所需要的各种酶,从而完成碳(暗)反应。
答案:D
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幻灯片 2342.(2011·福建高考)下图是夏季晴朗的白天,玉米和花生
净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线,下列叙述错误的是 ( )
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幻灯片 235A.在9:30~11:00之间,花生净光合速率下降的原因
是暗反应过程减缓
B.在11:00~12:30之间,花生的单位叶面积有机物积
累量比玉米的多
C.在17:00时,玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相
同
D.在18:30时,玉米既能进行光反应,也能进行暗反应
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幻灯片 236解析:在9:30~11:00之间,随光照的增强,花生的蒸腾作用也在加强,而为了减少水分的散失,植物的气孔关闭,因此进入花生细胞内的CO2的量减少,所以暗反应过程减缓。从图中可以看出,在11:00~12:30之间 ,花生的单位叶面积的净光合速率呈上升趋势,而玉米的单位叶面积的净光合速率呈下降趋势,但又从图中可以看出玉米的单位叶面积的净光合速率比花生的大,而净光合速率对应的有机物的量就是单位时间单位叶面积里有机物的积累量。在17:00时,玉米和花生的净光合速率相等,而这时的O2的释放量是净释放量,所以在17:00时玉米和花生单位叶面积释放O2的速率相同。在18:30时,玉米的净光合速率是零,说明此时光合作用和呼吸作用的速率相等,因此这时玉米既能进行光反应,也能进行暗反应。
答案:B
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幻灯片 2373.(2008·山东高考)下图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在
膜上的分布。在图示结构上 ( )
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幻灯片 238A.生物膜为叶绿体内膜
B.可完成光合作用的全过程
C.发生的能量转换是:光能→电能→化学能
D.产生的ATP可用于植物体的各项生理活动
解析:从图中所含有的色素以及发生的过程可以判断,该膜是类囊体膜,是光反应的场所。发生的物质变化过程是水的光解等;发生的能量变化过程是光能→电能→化学能;该过程产生的ATP只用于还原C3,而不能用于其他生理活动。
答案:C
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幻灯片 239超链接
一、实验原理
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幻灯片 240二、操作流程
提取色素:
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幻灯片 241----
幻灯片 242三、疑难点拨
实验中的操作目的及注意事项
过程
注意事项
操作目的
提取色素
(1)
选新鲜绿色的叶片
使滤液中色素含量高
(2)
研磨时加95%乙醇
溶解色素
(3)
加少量SiO2和CaCO3
研磨充分和保护色素
(4)
迅速、充分研磨
防止乙醇挥发,充分溶解色素
(5)
盛放滤液的试管管口加棉塞
防止乙醇挥发和色素氧化
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幻灯片 243过程
注意事项
操作目的
分离色素
(1)
滤纸预先干燥处理
使层析液在滤纸上快速扩散
(2)
滤液细线要直、
细、匀
使分离出的色素带平整不重叠
(3)
滤液细线干燥后再画一两次
使分离出的色素带清晰分明
(4)
滤液细线不触及层析液
防止色素直接溶解到层析液中
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幻灯片 244 [典例] 下列是某实验小组在完成叶绿体中色素提取和分离实验时所遇到的有关问题,分析回答:
(1)剪碎5 g新鲜浓绿的菠菜叶片放在研钵中,加入SiO2后,经迅速研磨成糊状,发现糊状的研磨液呈现浅绿色,其原因是没有加入_______________________,使得________________________。
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幻灯片 245 (2)甲同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条(已重复几次画线)插入层析液,几分钟后取出观察,发现滤纸条上无色素分带现象,而用同一滤液做实验的乙同学的滤纸条上却色素分带明显。甲同学实验失败的原因可能是__________________________________。
(3)若选用在缺Mg的营养液中长期培养的玉米叶片作实验材料,层析后滤纸条上只出现了两条色素带,其原因是_______________________________________________________________________________________________。
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幻灯片 246 (4)实验结束几天后,甲、乙两同学发现部分预留叶片已变黄。甲同学认为这是由于叶片中叶绿素降解所造成的,乙同学则认为是类胡萝卜素含量增加所致。根据所学知识,设计实验来判断哪个同学的观点正确。
实验过程:
①从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、大小相近的已变黄叶片和绿色鲜嫩的叶片,分别编号为A、B两组。
②_____________________________________________
_________________________________________________。
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幻灯片 247 实验结论:
①与B组相比,若A组滤纸条只有上面两条色素带或上面两条色素带较B组的窄,则______________的观点是正确的。
②________________________________,则________的观点是正确的。
[解析] (1)在色素的提取过程中,研磨时要加入碳酸钙,防止叶绿素在研磨过程中被破坏,加入95%乙醇,让色素溶解并提取出来。
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幻灯片 248 (2)乙同学滤纸条上无色素带,说明滤液细线中的色素溶解到层析液中,即层析液触及滤液细线。
(3)Mg是合成叶绿素的必需元素,无Mg不能合成叶绿素a和叶绿素b。
(4)通过设计对照实验来探究发黄的叶片中某些色素是否因降解而减少,某些色素是否含量增加。对照组选取正常未发黄的叶片,实验组选取已变黄的叶片,通过提取分离这两种叶片中的色素,比较各种色素的含量,得出结论。
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幻灯片 249 [答案] (1)碳酸钙和无水乙醇 叶绿素分子受到破坏、色素没有被提取出来 (2)层析液触及滤液细线
(3)缺Mg植物不能合成叶绿素
(4)实验过程:②在相同条件下,进行绿叶中色素的提取和分离实验,测定和记录实验结果,比较这两种叶片色素的组成和含量
实验结论:①甲同学 ②与B组相比,若A组滤纸条上面的两条色素较宽 乙同学
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幻灯片 250—————————————————————————
一、本题创新角度分析
该实验利用叶绿体中色素的提取和分离原理探究叶片变黄的原因。体现了高考命题来源于教材,又高于教材的原则。
二、高考命题角度预测
1.针对本实验的操作流程,分析收集到的滤液绿色过浅的原因及滤纸条上看不到色素带的原因有哪些。
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幻灯片 251 提示:(1)收集到的滤液绿色过浅的原因:
①未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。
②使用放置数天的菠菜叶,滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量的无水乙醇,提取浓度太低(正确做法:分次加入少量无水乙醇提取色素)。
④未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏。
(2)滤纸条看不见色素带的原因:
①忘记画滤液细线。
②滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中。
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幻灯片 252 2.本实验还可以拓展为考查探究影响叶绿素合成的因素有哪些?
提示:(1)光是叶绿素合成的必要条件,植物在黑暗中不能合成叶绿素,因此呈现黄色。
(2)叶绿素的合成都需要酶的催化。叶绿素形成的最低温度为2~4℃,最适宜的温度为30℃,最高温度为40℃。秋天叶片变黄,是由于低温抑制叶绿素合成,同时原有的叶绿素分解的结果。
(3)镁是构成叶绿素的成分之一,缺镁时叶绿素合成受阻;铁、锰、铜、锌等是叶绿素形成过程中某些酶的辅助成分,因此缺少铁、锰、铜、锌等矿质元素时,也不能合成叶绿素。
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幻灯片 2531.下列有关叶绿素的说法正确的是 ( )
A.叶绿素在高等植物体内有两种,叶绿素a呈黄绿色,
叶绿素b呈蓝绿色
B.叶绿体的类囊体膜和基质中均含有与光合作用有关的
色素和酶
C.叶绿体色素提取和分离实验中,在滤纸条上叶绿素a
比叶绿素b扩散得慢
D.叶绿素是光合作用中重要的物质,能吸收光能
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幻灯片 254解析:A错误,叶绿素a呈蓝绿色,叶绿素b呈黄绿色。B错误,叶绿体基质中只有与光合作用有关的酶而无叶绿素。C错误,滤纸条上叶绿素a比叶绿素b扩散得快。
答案:D
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幻灯片 2552.右图是在“绿叶中色素的提取和分离”
实验中得到的四条色素带,若将其置
于暗室中,并用红光照射,色素带呈
暗色的是 ( )
A.①④ B.②③
C.③④ D.④②
解析:叶绿素a和叶绿素b吸收红光和蓝紫光,图中③是叶绿素a,④是叶绿素b。
答案:C
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幻灯片 2563.(2013·广州模拟)某生物兴趣小组想探究蔬
菜不同叶片在叶绿素含量上的区别,选择了
新鲜菠菜的“绿叶”、“嫩黄叶”,做“绿
叶中色素的提取和分离”实验。实验结果如
图,下列说法正确的是 ( )
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幻灯片 257解析:绿叶较嫩黄叶含有更多的叶绿素a和叶绿素b。在滤纸条上,上起的第三和第四条带分别代表叶绿素a和叶绿素b,绿叶组中叶绿素a和叶绿素b所代表的两条色素带更宽。
答案:A
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幻灯片 2584.(2011·江苏高考)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突
变体。将其叶片进行了红光照射、光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下),与正常叶片相比,实验结果是 ( )
A.光吸收差异显著,色素带缺第2条
B.光吸收差异不显著,色素带缺第2条
C.光吸收差异显著,色素带缺第3条
D.光吸收差异不显著,色素带缺第3条
解析:叶黄素主要吸收蓝紫光,在层析带上(从上至下)是第2条。
答案:B
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幻灯片 2595.下列关于叶绿体的色素叙述错误的是 ( )
A.矿质元素能影响叶绿素的合成
B.提取叶绿素时选用层析液的原因是色素可溶于有机溶剂
C.低温条件下色素合成受阻
D.黄化苗中无叶绿素,但有其他色素存在
解析:Mg是合成叶绿素的主要元素;提取叶绿素是利用叶绿体中的色素溶解于有机溶剂如酒精或丙酮(相似相溶),形成色素液,层析液的作用是溶解并分离不同色素,这是两个不同的过程;低温会降低酶的活性进而影响色素的合成;黄化苗因缺光而不能产生叶绿素,所以变黄,但有其他色素存在。
答案:B
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幻灯片 2606.(2011·海南高考)红枫是一种木本观赏植物,在生长季节叶
片呈红色。下列关于该植物的叙述,正确的是 ( )
A.红枫叶片不含叶绿素
B.红枫叶片呈红色是因为吸收了红光
C.红枫叶片能吸收光能进行光合作用
D.液泡中色素吸收的光能用于光合作用
解析:红枫叶片呈红色,是因为叶绿素含量少,呈现出了花青素的颜色。红枫叶片呈红色是吸收其他光而反射红光造成的。只有叶绿体中的色素能吸收光能进行光合作用。
答案:C
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幻灯片 2617.(2012·四川高考)科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的
水稻突变体,该突变体对强光照环境的适应能力更强。请回答:
(1)提取水稻突变体的光合色素,应在研磨叶片时加入_______,以防止色素被破坏。用纸层析法分离该突变体叶片的光合色素,缺失的色素带应位于滤纸条的_____。
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幻灯片 262(2)该突变体和野生型水稻的O2释放速率与光照强度的关系如图所示。当光照强度为n时,与野生型相比,突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率________。当光照强度
为m时,测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大,据此推测,突变体固定CO2形成________的速率更快,对光反应产生的________消耗也更快,进而提高了光合放氧速率。
(3)如果水稻出现叶绿素a完全缺失的突变,将无法进行光合作用,其原因是__________________________________
_________________________________________________。
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幻灯片 263解析:(1)研磨叶片时,添加碳酸钙可防止色素被破坏;叶绿素b在层析液中的溶解度最小,扩散的速度最慢,所以在层析时,叶绿素b色素带在滤纸条的最下端。(2)分析曲线可知,当光照强度为n时,突变体与野生型水稻的O2释放速率相等,但是因为突变体的呼吸速率较野生型的强,所以突变体单位面积叶片中叶绿体的O2产生速率较大。在光合作用碳反应过程中,CO2与C5合成C3,光反应为碳反应提供NADPH和ATP。(3)极少数处于特殊状态下的叶绿素a能转化光能,所以叶绿素a完全缺失,则不能进行光能的转化,光合作用无法进行。
答案:(1)CaCO3 最下端 (2)较大 C3 NADPH、ATP (3)缺失叶绿素a不能完成光能转换
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幻灯片 264[必备答题流程]
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图表分析类试题的解答“三步曲”
审读题干文字、标题、图表、注释及设问,获取关键信息
对应设问,深入解读图示、曲线、表格信息;首先是识标(坐标轴或标题含义),其次是明点(对比各曲线或表格各项间的异同,明确关键点变化的原因),最后是析图、析线或析表(理清各曲线的变化趋势或表格各项间的内在联系)
联系教材基础知识,构建基础知识与问题的关联点,准确规范答题
超链接
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幻灯片 265[案例技法展示]
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注:图中序号及方框是为方便试题分析所加。
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幻灯片 266 (1)曲线Ⅱ中,6:00~10:00之间净光合速率明显加快,这是因为随着光照强度的增加,光反应产生的__________不断增多,促进了光合作用的进行。
(2)曲线Ⅰ中,比较8:00和12:00两个时刻,单位时间、单位叶面积制造的有机物总量________(填“一定”或“不一定”)相等。14:00时净光合速率明显降低,原因是____________。
(3)12:00~14:00之间和16:00~18:00之间导致曲线Ⅰ下降的主要外界因素分别是__________、_________。
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幻灯片 267 (4)在水分条件相对较好的沟底,14:00~16:00之间,雌、雄株单位时间、单位叶面积有机物积累量的大小情况是雄株______雌株(填“>”“<”或“=”)。
(5)由图中数据可知,土壤水分含量的变化对中国沙棘______(填“雄株”或“雌株”)净光合速率的影响较大,______(填“雄株”或“雌株”)更适合在干旱地区生存。
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幻灯片 268
信息①:题干坐标图表示的是沙棘净光合速率随时间的变化曲线。
信息②:由曲线Ⅰ、Ⅱ的变化趋势可知,在光照强度最强时(12~14时),净光合速率反而下降。
信息③:坐标中四条曲线自上而下的顺序是
Ⅱ(沟底,雄株)→
Ⅰ(沟底,雌株)→
Ⅲ(坡面,雌株)→
Ⅳ(坡面,雄株),即坡面雄株净光合速率最弱。
信息④:设问(2)中,曲线Ⅰ在8:00和12:00两个时刻,净光合速率相等。
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幻灯片 269
解读①:由信息①④可知,曲线Ⅰ在8:00时和12:00时的呼吸速率不一定相等,且净光合速率=真正光合速率-呼吸速率,因此,即使净光合速率相同,制造有机物总量(真正光合速率)也不一定相同。
解读②:由信息②可联想到夏季中午的“光合午休”现象,即12:00~14:00之间导致曲线Ⅰ下降的主要外界因素是气孔关闭,影响了CO2的供应。
解读③:由信息③可知,曲线Ⅳ(坡面,雄株)代表的净光合速率最弱,即雌株更适宜在干旱地区生存。
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幻灯片 270
1.设问(1)可联系:光合作用中光反应阶段的产物是[H]、
ATP和氧气,其中[H]、ATP为暗反应阶段的原料。
2.设问(2)(4)可联系:净光合速率=真正光合速率-呼吸
速率;净光合速率可用单位时间、单位面积CO2的吸收量或O2的释放量等表示,真正光合速率可用单位时间、单位叶面积制造的有机物总量等表示。
3.设问(3)可联系:北方夏季中午“光合午休”现象光照太
强,温度太高⇒气孔关闭,CO2供应不足⇒光合速率下降,即引起“光合午休”的直接原因是CO2供应不足。
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幻灯片 271
标准答案
失分防范
(1)
[H]和ATP
答“NADPH和活跃的化学能”也得分,答“H和ATP”不得分,只答其中一项不得分
(2)
不一定 气孔关闭,影响了CO2的供应
答“CO2供应不足”也得分,只答“气孔关闭”不得分
(3)
CO2浓度 光照强度
答“CO2和光照”也得分,答“水分、温度等”不得分
(4)
>
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幻灯片 272
标准答案
失分防范
(5)
雄株 雌株
看清坐标曲线中右侧的注释,避免雄株与雌株颠倒!
易错
探因
(1)因未理清净光合速率与真正光合速率的关系,只是根据净光合速率相等,便错误地认为制造有机物的总量也相等。
(2)因不理解“光合午休”现象的原因,而不能准确回答设问(3)。
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幻灯片 273[大题冲关集训]
1.将一定数量的生长良好的盆栽植物移入密闭的温室中
栽培,栽培期间利用自然光,在温度适宜的条件下测得的24小时内CO2浓度曲线如下图所示,据图回答问题:
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幻灯片 274(1)与BC段相比,CD段的形成原因是________________,DE段曲线下降的原因是_______________________________。
(2)AB段和EF段光合作用的速率等于________。
(3)由图可知该植物长期在该密闭温室中能否正常生长?________(填“能”“不能”或“无法判断”)。
(4)在E点敞开棚顶后光合作用速率的变化如何?______(填“变大”“变小”“不变”或“无法判断”)。
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幻灯片 275解析:题图表示一昼夜中温室内CO2浓度的变化曲线,与BC段相比,CD段的形成原因是CO2浓度太高或O2太少。DE段光照逐渐增加,光合速率大于呼吸速率,故CO2浓度下降。AB段和EF段,CO2的浓度不变,此时光合速率等于呼吸速率。若该植物长期生活在密闭温室中,没有CO2的补充将不能正常生长。E点敞开棚顶后,大气中CO2进入温室,使其光合速率变大。
答案:(1)CO2浓度太高或O2太少 光合作用强度大于呼吸作用强度 (2)呼吸作用速率 (3)不能 (4)变大
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幻灯片 2762.下图1表示人参叶肉细胞内的部分代谢过程,甲~丁表
示物质,①~⑤表示过程。科研人员研究了不同环境条件下CO2浓度对人参叶片净光合速率的影响,并得到如图2、3所示的曲线。请回答下列问题:
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幻灯片 277(1)图1中发生在线粒体中的生理过程有________;③过程中,[H]的作用是______________________;甲和丁依次表示________。
(2)从图2可知,与20 ℃相比,温度为15 ℃时,增加CO2浓度对提高净光合速率效果________(填“显著”或“不显著”),其原因是____________________________________。
(3)从图3可知,当光照强度为180 μmol光子·m-2·s-1时,增加CO2浓度对人参叶片净光合速率的影响幅度不大,原因是在这种条件下,图1中________(填标号)过程中产生的________较少。
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幻灯片 278解析:(1)有光直接参与的是光反应,光反应生成的两种产物参与暗反应,因此,①③分别表示在叶绿体中进行的光反应和暗反应;④表示在细胞质基质中进行的细胞呼吸的第一阶段,②表示在线粒体基质中进行的有氧呼吸的第二阶段,⑤表示在线粒体内膜上进行的有氧呼吸的第三阶段,因此,图1中发生在线粒体中的生理过程有②⑤;③表示暗反应,光反应产生的[H]参与三碳化合物的还原;甲表示光反应产生的ATP,丁表示光反应产生的氧气,氧气参与有氧呼吸的第三阶段。(2)从图中可以看出,与20 ℃相比,温度为15 ℃时,增加CO2浓度对提高净光合速率效果不显著,原因是
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幻灯片 279温度低时,参与光合作用的酶活性低。(3)光照强度直接影响①光反应,光照强度较小时,光反应产生的[H]和ATP较少,从而影响暗反应的进行。
答案:(1)②⑤ 还原三碳化合物 ATP、O2 (2)不显著 温度低,酶活性低 (3)① [H]、ATP
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幻灯片 2803.(2012·广东高考)荔枝叶片发育过程中,净光合速率及
相关指标的变化见下表:
叶片
发育时期
叶面积
(最大面积的%)
总叶绿素含量(mg/g·fw)
气孔相对开放度(%)
净光合速率(μmolCO2/m2·s)
A
新叶展开前
19
-
-
-2.8
B
新叶展开中
87
1.1
55
1.6
C
新叶展开完成
100
2.9
81
2.7
D
新叶已成熟
100
11.1
100
5.8
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幻灯片 281注:“-”表示未测数据。
(1)B的净光合速率较低,推测原因可能是:①叶绿素含量低,导致光能吸收不足;②_____________,导致___________。
(2)将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中,一段时间后,A的叶肉细胞中,将开始积累________;D的叶肉细胞中,ATP含量将________。
(3)与A相比,D合成生长素的能力________;与C相比,D的叶肉细胞的叶绿体中,数量明显增多的结构是________。
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幻灯片 282(4)叶片发育过程中,叶面积逐渐增大,是______________
的结果;D的叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著,其根本原因是________。
解析:(1)B组新叶没有完全展开,发育还不成熟,叶绿素含量较低,导致光能吸收不足;气孔相对开放度较低,导致CO2吸收不足,从而导致净光合速率较低。(2)将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中,一段时间后,容器内氧气耗尽,A的叶肉细胞进行无氧呼吸,开始积累酒精;CO2浓度下降,暗反应减弱,消耗的ATP减少,D的叶肉细胞中ATP含量增加。 (3)生
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幻灯片 283长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,与A相比,D合成生长素的能力弱;D的叶绿素含量高于C,与光合作用有关的色素主要分布在类囊体薄膜上,故D的基粒数量多于C。(4)叶片发育的过程中,细胞生长和细胞分裂导致叶面积逐渐增大;由同一细胞发育而来的各种细胞,其形态、结构和功能发生显著差异的根本原因是基因的选择性表达。
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幻灯片 284答案:(1)气孔相对开放度较低 CO2吸收不足
(2)酒精 增加
(3)较低 类囊体(基粒)
(4)细胞分裂和细胞生长(细胞数量和体积增加) 基因的选择性表达
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