第三單元學(xué)案13細胞的能量供應(yīng)和利用知識歸納與拓展

1、學(xué)案13細胞的能量供應(yīng)和利用知識歸納與拓展命題規(guī)律從近三年高考生物試題看，酶和ATP的知識點主要側(cè)重于考查酶的特性及影響酶活性的因素的實驗設(shè)計和曲線分析、ATP的形成與利用等方面，且所占分值比重較大。細胞呼吸的知識點主要側(cè)重于考查細胞呼吸的種類、過程、場所、條件及能量應(yīng)用。另外， 酵母菌的呼吸特點及呼吸方式的實驗探究也逐漸成為命題的熱點。光合作用的知識點主要側(cè)重于考查光合作用探究歷程中的經(jīng)典實驗及分析，光反應(yīng)與暗反應(yīng)的場所、條件、物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)換，影響光合速率的因素，葉綠素的種類、作用及提取與分離過程中的注意事項。命題的角度往往是聯(lián)系生活實際綜合考查影響細胞呼吸、光合作用、影響酶活性的因素及其在

2、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用，且多以圖表、曲線及實驗信息題的形式呈現(xiàn)，著重考查學(xué)生的識圖及分析、判斷能力。命題的形式既有選擇題，也有簡答題，但往往以簡答題為主。簡答題常將三者聯(lián)系在一起綜合考查。命題趨勢預(yù)計2012年本專題的知識將繼續(xù)聯(lián)系生產(chǎn)生活實際，以實驗分析或圖表、曲線的形式綜合考查，試題靈活性強，分值穩(wěn)定，難度系數(shù)維持在0.62左右。一、完成與酶有關(guān)的實驗設(shè)計的思路總結(jié)實驗名稱實驗組對照組實驗組衡量標準驗證酶的本質(zhì)酶是蛋白質(zhì)待測酶溶液雙縮脲試劑溶液標準_溶液雙縮脲試劑溶液是否出現(xiàn)_酶是RNA待測酶溶液吡羅紅試劑標準_溶液吡羅紅試劑是否出現(xiàn)_驗證酶的專一性底物相應(yīng)酶液另一底物_或同一底物_底物是否

3、被分解驗證酶的高效性底物相應(yīng)酶液底物_底物分解速率探究酶的最適溫度_梯度下，其他條件相同的處理后的底物和酶混合底物的_或底物的_探究酶的最適pH不同pH梯度下，其他條件_的處理后的底物和酶混合底物的分解速率或底物的剩余量探究示例1 (2009·全國理綜，32)請用所給的實驗材料和用具，設(shè)計實驗來驗證哺乳動物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。要求完成實驗設(shè)計、補充實驗步驟、預(yù)測實驗結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。實驗材料與用具：適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4種溶液、斐林試劑、37恒溫水浴鍋、沸水浴鍋。(1)若“”代表加入適量的溶液，“”代表不加溶液，甲、乙代表試管標號，請用

4、這些符號完成下表中的實驗設(shè)計。溶液試管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉溶液甲(2)實驗步驟：按照上表中的設(shè)計，取試管、加溶液。_。_。_。(3)結(jié)果預(yù)測：_ _。(4)結(jié)論：_ _。(5)在上述實驗中，如果僅將37恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20，而其他條件不變，重做上述實驗，出現(xiàn)磚紅色的試管中，顏色會比37時淺，其原因是_ _。二、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化探究示例2 (2011·常州調(diào)研)下列關(guān)于生物體內(nèi)ATP的敘述，不正確的是()AATP是細胞內(nèi)的直接供能物質(zhì)BATP的腺苷由腺嘌呤和核糖結(jié)合而成CATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，在活細胞中其循環(huán)是永無休止的DATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中，物

5、質(zhì)和能量都可循環(huán)利用聽課記錄：三、光合作用與呼吸作用的比較1有氧呼吸與光合作用的關(guān)系表填充探究示例3 (2010·南京測試)下圖表示光合作用和呼吸作用過程中物質(zhì)變化的關(guān)系，下列說法錯誤的是()A過程需多種酶參與，且需ATP供能B適宜條件下，過程在活細胞中都能進行C過程產(chǎn)生的能量最多D過程產(chǎn)生的H都能與氧結(jié)合產(chǎn)生水聽課記錄：2葉綠體處于不同條件下，C3、C5、H、ATP以及(CH2O)合成量的動態(tài)變化探究示例4 (2011·蘇州質(zhì)檢)如圖表示同一植物在不同條件下進行光合作用時有關(guān)中間產(chǎn)物的量的變化情況。下列判斷中正確的是()A曲線a可表示C5量的變化B曲線a可表示還原氫量的變

6、化C曲線b可表示三磷酸腺苷量的變化D曲線b可表示C3量的變化聽課記錄：四、關(guān)于總光合量與凈光合量的比較、分析與計算1曲線及其解讀綠色植物每時每刻都在進行_，當(dāng)在光下測定植物光合強度時，由于植物的細胞呼吸同時進行，因而實際測得的數(shù)值應(yīng)為_與_的代數(shù)和。如圖所示：2相關(guān)計算植物的光合作用與細胞呼吸同時進行時，應(yīng)存在如下關(guān)系：光合作用實際產(chǎn)氧量(葉綠體產(chǎn)氧量)_。光合作用實際CO2消耗量(葉綠體消耗CO2量)_ _。光合作用葡萄糖凈生產(chǎn)量(葡萄糖積累量)_ _。探究示例5 下圖表示20時玉米光合作用強度與光照強度的關(guān)系，S1、S2、S3表示所在部位的面積，下列說法中不正確的是()AS1S3表示玉米呼

7、吸作用消耗的有機物量BS2S3表示玉米光合作用產(chǎn)生的有機物總量C若土壤中缺Mg，則B點右移，D點左移DS2S3表示玉米光合作用有機物的凈積累量聽課記錄：1下圖表示水稻淀粉酶在不同溫度下催化效率的部分曲線，下表表示人體胃、小腸中消化液的成分、pH及部分酶的最適pH。則下列相關(guān)敘述正確的是()器官消化液名稱pH消化液成分胃胃液12胃酸(HCl)、胃蛋白酶(最適pH為1.8左右)小腸胰液、膽汁78碳酸氫鈉、膽鹽、多種消化酶(最適pH為8.0左右)A.水稻淀粉酶在30時催化效率高 ，因此該酶的最適溫度為30B水稻淀粉酶在a點與b點的空間結(jié)構(gòu)不同C胃酸會隨著胃液進入小腸，故胃蛋白酶進入小腸后仍能催化蛋白

8、質(zhì)的分解D胃酸的進入改變了小腸中的pH，因此小腸中的消化酶將失去活性2下列有關(guān)ATP的敘述正確的是(多選)()A藍藻細胞沒有線粒體，不能產(chǎn)生ATPBATP中的能量可以來源于光能、化學(xué)能，也可以轉(zhuǎn)化為光能和化學(xué)能C在有氧與缺氧的條件下，細胞質(zhì)基質(zhì)都能形成ATPDATP中的“A”與構(gòu)成DNA、RNA中的堿基“A”表示的不是同一物質(zhì)3關(guān)于葉肉細胞在光照條件下產(chǎn)生ATP的描述，正確的是()A無氧條件下，光合作用是細胞ATP的唯一來源B有氧條件下，線粒體、葉綠體和細胞質(zhì)基質(zhì)都能產(chǎn)生ATPC線粒體和葉綠體合成ATP都依賴氧D細胞質(zhì)中消耗的ATP均來源于線粒體和葉綠體4下圖表示在不同條件下，酶催化反應(yīng)速率(

9、或生成物)的變化情況。有關(guān)敘述正確的是(多選)()A圖能用來表示反應(yīng)物濃度變化與反應(yīng)時間的關(guān)系B圖虛線表示增加酶濃度后，其他條件不變時，生成物量與反應(yīng)時間關(guān)系的變化情況C若圖中的實線表示過氧化氫酶對H2O2分解的催化效率，則虛線表示Fe3的催化效率D圖也可以用來表示處理溫度不同的情況下，反應(yīng)速率與時間的關(guān)系5(2011·南京模擬)下列關(guān)于葉綠體和線粒體比較的敘述，正確的是()A葉綠體中可發(fā)生CO2C3C6H12O6的過程，線粒體中可發(fā)生C6H12O6C3CO2的過程BATP和H在葉綠體中隨水的分解而產(chǎn)生，在線粒體中隨水的生成而產(chǎn)生C光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能發(fā)生的場所是葉綠體中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光

10、能發(fā)生在線粒體中D都具有較大膜面積和復(fù)雜的酶系統(tǒng)，有利于新陳代謝高效而有序地進行6(2011·南通調(diào)研)把離體葉綠體加入到含ADP、磷酸、NADP等物質(zhì)的溶液中，用如圖所示的條件進行光合作用，實驗后繪成曲線，該曲線表示()A有機物合成量 BO2釋放量CATP、NADPH的數(shù)量 DCO2吸收量7(2010·連云港模擬)將某種綠色植物的葉片，放在特定的實驗裝置中，研究在10、20的溫度條件下，分別置于黑暗和5 klx、10 klx條件下的光合作用和呼吸作用。結(jié)果如圖所示(橫坐標為時間，單位：小時)。對以上結(jié)果分析正確的是，該葉片()A20時的呼吸速率是10時的4倍B在10、5

11、klx的光照下，每小時光合作用產(chǎn)生的氧氣量是3 mgC在5 klx光照下，10時積累的有機物比20時少D在20、10 klx光照下，每小時光合作用產(chǎn)生的氧氣量是6 mg8(2009·浙江理綜，4)下列關(guān)于植物光合作用和細胞呼吸的敘述，正確的是()A無氧和零下低溫環(huán)境有利于水果的保鮮BCO2的固定過程發(fā)生在葉綠體中，C6H12O6分解成CO2的過程發(fā)生在線粒體中C光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細胞呼吸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TPD夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當(dāng)增加光照，夜晚適當(dāng)降低溫度，可提高作物產(chǎn)量題 號12345678答 案9.(2011·江蘇四市調(diào)研)下圖為某綠色植物

12、葉肉細胞內(nèi)部分生理過程示意圖，af均為氣體物質(zhì)。據(jù)圖分析回答有關(guān)問題：(1)圖中可表示氧氣的是_(填字母)(2)b參與光合作用的_階段，該階段發(fā)生的場所是_；氧氣參與有氧呼吸的第_階段，該階段發(fā)生的場所是_。(3)在黑暗條件下，葉肉細胞產(chǎn)生ATP的場所有_。(4)若用14C標記CO2，則光合作用過程中14C的轉(zhuǎn)移途徑是_。10(2010·廣州一模)研究人員利用番茄植株進行了兩組實驗，實驗一、二的結(jié)果分別用圖中的(1)、(2)表示，請據(jù)圖回答問題：(1)實驗一除滿足植物對水和無機鹽的需要外，還必須在適宜的_等外界條件下進行。(2)實驗一的自變量是_，圖(1)中a點條件下番茄植株相對生長

13、速率低于b點的主要原因是_ _。日溫26、夜溫20一定是番茄植株生長的最適溫度組合嗎？_，理由是_。(3)圖(2)表示一個種植有番茄植株的密閉容器內(nèi)O2含量的變化，據(jù)圖分析：番茄植株光合作用釋放的O2量和細胞呼吸消耗的O2量相等的點是_。該番茄植株經(jīng)過一晝夜后，是否積累了有機物？_，理由是_。根據(jù)圖(2)在圖(3)中以A為起點畫出該密閉容器內(nèi)CO2含量變化的曲線。專題學(xué)案13細胞的能量供應(yīng)和利用知識歸納與拓展課堂活動區(qū)一、蛋白質(zhì)紫色RNA紅色相同酶液另一種酶液無機催化劑不同溫度分解速率剩余量相同探究示例1(1)乙丙丁(2)混勻，37恒溫水浴一段時間取出試管，分別加入適量的斐林試劑，混勻，沸水水

14、浴一段時間觀察實驗現(xiàn)象并記錄實驗結(jié)果(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的試管，以及含淀粉和唾液淀粉酶溶液的試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀。(4)酶的催化作用具有專一性(5)20低于酶的最適溫度，酶活性低，水解產(chǎn)生的還原糖少解析本實驗考查學(xué)生的實驗設(shè)計能力。要驗證蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性，其自變量應(yīng)為兩種酶，因變量應(yīng)為是否有磚紅色沉淀生成。甲、丁對照說明蔗糖酶只催化蔗糖分解而不催化淀粉分解，體現(xiàn)了蔗糖酶的專一性。乙、丙對照說明淀粉酶只催化淀粉分解而不催化蔗糖分解，體現(xiàn)了淀粉酶的專一性。動物體內(nèi)酶的最適溫度是37，溫度下降，酶活性降低。二、光合作用光能有氧或無氧化學(xué)能光反應(yīng)暗反

15、應(yīng)暗反應(yīng)探究示例2D在ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中，物質(zhì)是循環(huán)的，能量的來源和去向不同，能量不能循環(huán)。三、1.葉綠體線粒體光、色素、酶酶、有光無光CO2H2OCO2H2O化學(xué)能ATP有機物能量物質(zhì)和能量供能細胞呼吸光合作用光合作用有氧呼吸探究示例3D過程分別表示光反應(yīng)、暗反應(yīng)、有氧呼吸第一、二、三階段。過程需多種酶參與，且需要光反應(yīng)過程產(chǎn)生的ATP供能。過程是有氧呼吸和無氧呼吸共有的過程，任何活細胞內(nèi)都可以發(fā)生。過程中H、氧結(jié)合，產(chǎn)生大量的能量。過程產(chǎn)生的H當(dāng)作暗反應(yīng)過程中的還原劑，不與氧結(jié)合。2減少增加減少增加增加增加增加下降增加探究示例4C突然停止光照，C3量會增加(曲線a)，C5和三磷

16、酸腺苷量都會減少(曲線b)。四、1.細胞呼吸光合作用細胞呼吸CO2O22實測植物氧氣釋放量細胞呼吸耗氧量實測植物CO2吸收量細胞呼吸CO2釋放量光合作用實際葡萄糖生產(chǎn)量(葉綠體產(chǎn)生或合成葡萄糖量)細胞呼吸葡萄糖消耗量探究示例5D圖示中，S1S3表示二氧化碳的釋放量，可表示玉米在該光照強度范圍內(nèi)呼吸作用消耗的有機物量。S2S3表示光合作用利用的二氧化碳量，可表示光合作用產(chǎn)生的有機物總量。S2表示玉米光合作用有機物的凈積累量。B點表示光合作用強度等于呼吸作用強度，缺Mg時，光合作用強度減弱，達到同樣的光合強度需要較強的光照，B點右移；最大光合強度減少，D點左移。課后練習(xí)區(qū)1B據(jù)圖分析，淀粉酶在45

17、時催化效率最高，故最適溫度為45，故A錯；胃蛋酶的最適pH為1.8左右，小腸胰液的pH為78，胃蛋白酶進入小腸后會失活，故C錯；小腸中的消化酶活性降低，但不會失活，故D錯。2BCD藍藻細胞雖沒有線粒體，但可以進行有氧呼吸，能產(chǎn)生ATP。規(guī)律方法ATP與DNA、RNA、核苷酸的結(jié)構(gòu)中都有“A”，但它在不同物質(zhì)中表示的含義不同，如圖所示：ATP中的A為腺苷(由腺嘌呤和核糖組成)；DNA分子中的A為腺嘌呤脫氧核苷酸；RNA分子中的A為腺嘌呤核糖核苷酸；核苷酸中的A為腺嘌呤?？梢姡鼈兊墓餐c是都含有腺嘌呤。3B無氧條件下，細胞的無氧呼吸也能產(chǎn)生ATP。葉綠體合成ATP不需要氧。細胞質(zhì)中消耗的ATP來

18、源于線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)，葉綠體產(chǎn)生的ATP只參與光合作用的暗反應(yīng)。4ABD酶比無機催化劑的效率高，故C項中虛線表示過氧化氫酶對H2O2分解的催化效率，實線表示Fe3的催化效率。5D本題考查葉綠體和線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。線粒體中只能發(fā)生C3CO2的過程，即有氧呼吸的第二階段，C6H12O6C3的過程發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)，A錯；在線粒體中伴隨有氧呼吸第三階段水的生成能產(chǎn)生ATP但不產(chǎn)生H，而是消耗H，B錯；化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能發(fā)生在某些能發(fā)光的生物的發(fā)光細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)，而不是線粒體，C錯；葉綠體通過類囊體，線粒體通過嵴增大膜面積，膜上分布較多酶，有利于新陳代謝高效而有序地進行，D對。模型構(gòu)建細胞呼吸與光合

19、作用過程的關(guān)系6C據(jù)圖中所示條件和曲線走勢可知，該物質(zhì)的生成必須在有光的條件下，因此應(yīng)該是光反應(yīng)的產(chǎn)物；而且加入二氧化碳后，該物質(zhì)被消耗，因此該曲線表示的應(yīng)是NADPH、ATP的數(shù)量。7D20時呼吸速率為2 mg/2 h1 mg/h,10時為1 mg/2 h0.5 mg/h，為2倍。10、5 klx的光照下，每小時光合作用產(chǎn)生的O2量為6 mg/2 h1 mg/2 h3.5 mg。5 klx光照下，10時積累的有機物為6 mg/2 h3 mg/h,20時為4 mg/2 h2 mg/h。20、10 klx光照下，每小時光合作用產(chǎn)生的氧氣量是(10 mg2 mg)/2 h6 mg/h。故只有D項正確。 規(guī)律方法光合作用計算規(guī)律對于綠色植物來說，在進行光合作用的同時，還在進行呼吸作用。因此，光下測定的值為凈光合速率，而實際光合速率凈光合速率呼吸速率。一般以光合速率和呼吸速率(即單位時間單位葉面積吸收和放出CO2的量或放出和吸收O2的量來表示植物光合作用和呼吸作用的強度，并以此間接表示植物合成和分解有機物的量的多少。)(1)光合作用實際產(chǎn)氧量實測的O2釋放量呼吸作用消耗O2量(2)光合作用實際消耗CO2量實