13细胞的代谢全套.docx
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13细胞的代谢全套
1-3细胞的能量供应和利用
一、酶:
1.相关概念:
新陈代谢:
是活细胞中全部化学反应的总称,是生物与非生物最根本的区别,是生物体进行一切生命活动的基础。
细胞代谢:
________中每时每刻都进行着的________。
活化能:
分子从_____转变为______所需要的______。
酶:
是_____(来源)所产生的具有_____作用的一类___。
(酶的作用:
________________,提高化学反应速率)
2.酶的本质:
大多数酶的化学本质是___________,少数是_________。
(合成酶的场所主要是_________,水解酶的酶是________)
3.酶的特性:
①_______:
催化效率比无机催化剂高许多。
②_______:
每种酶只能催化______________的化学反应。
③酶需要较温和的作用条件:
在____________下,酶的活性最高。
_______偏高和偏低,酶的活性都会明显降低。
(图形)
二、细胞的能量“通货”-ATP
1、ATP的结构简式:
1).ATP全名:
_______________________
2).结构简式:
_______________,其中:
A代表________,P代表_______,~代表_________,-代表____________。
注意:
ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量,所以ATP被称为_____________化合物。
这种高能化合物化学性质___________,在有关酶的催化作用下,ATP分子中___________________________很容易水解,由于高能磷酸键的断裂,释放出大量的能量。
二、ATP与ADP的转化:
(物质可逆、能量不可逆)
_____________________________________________
三、ATP的来源和去路:
1).来源:
动物:
_________植物:
____________
2).去路:
用于各种生命活动。
举例:
______________
3).吸能反应一般与______反应相联系,由_________提供能量;放能反应一般与______________相联系,释放的能量储存在__________中。
三、ATP的主要来源--细胞呼吸
(一)、相关概念:
1、呼吸作用(也叫细胞呼吸):
指有机物在细胞内经过___________,生成__________或____________,释放出能量并生成________的过程。
根据是否有氧参与,分为:
________________________
2、有氧呼吸:
指细胞在______的参与下,通过多种酶的催化作用下,把________等有机物_____________,产生____________,释放出大量能量,生成ATP的过程。
3、无氧呼吸:
一般是指细胞在_______的条件下,通过酶的催化作用,把________等有机物分解为_________的氧化产物(酒精、CO2或乳酸),同时释放出少量能量的过程。
4、发酵:
微生物(如:
酵母菌、乳酸菌)的无氧呼吸。
(二)、有氧呼吸的总反应式:
______________
(三)、无氧呼吸的总反应式:
___________________或_________________________
四、有氧呼吸过程(主要在线粒体中进行):
场所
发生反应
产物
第一阶段
丙酮酸、[H]、释放少量能量,形成少量ATP
第二阶段
CO2、[H]、释放少量能量,形成少量ATP
第三阶段
生成H2O、释放大量能量,形成大量ATP
五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较:
呼吸方式
有氧呼吸
无氧呼吸
不
同
点
场所
条件
氧气、多种酶
物质变化
葡萄糖彻底分解,产生CO2和H2O
能量变化
释放大量能量(1161kJ被利用,其余以热能散失),形成大量ATP
六、影响呼吸速率的外界因素(了解):
1、温度:
温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。
温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。
在一定温度范围内,温度越低,,细胞呼吸越弱;温度越高,细胞呼吸越强。
2、氧气:
氧气充足,则无氧呼吸将受抑制;氧气不足,则有氧呼吸将会减弱或受抑制。
3、水分:
一般来说,细胞水分充足,呼吸作用将增强。
但陆生植物根部如长时间受水浸没,根部缺氧,进行无氧呼吸,产生过多酒精,可使根部细胞坏死。
4、CO2:
环境CO2浓度提高,将抑制细胞呼吸,可用此原理来贮藏水果和蔬菜。
七、呼吸作用在生产上的应用:
1、作物栽培时,要有适当措施保证根的正常呼吸,如疏松土壤等。
2、粮油种子贮藏时,要风干、降温,降低氧气含量,则能抑制呼吸作用,减少有机物消耗。
3、水果、蔬菜保鲜时,要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度,抑制呼吸作用。
四、能量之源----光与光合作用
(一)、光合色素(在类囊体的薄膜上):
__________(_______)
叶绿素
_________(_______)
色素主要吸收_______________
__________(_______)
类胡萝卜素
__________(黄色)
主要吸收___________
(二)、绿叶中色素的提取和分离
1.提取原理:
色素能溶解在__________中,绿叶中的色素不止一种,它们在层析液中的溶解度不同:
溶解度高的随层析液在滤纸上________;反之则_______,色素会随着_________________而分离开。
2.二氧化硅有助于_________,碳酸钙作用___________。
画的滤液细线要______________。
层析时,要注意,不能让滤液细线触及_____________。
3.滤纸上的色带从上到下分别是什么颜色什么色素:
___________、____________、_________、__________
(三)、叶绿体
1.分布:
绿色植物的____________细胞中
2.形态:
一般呈________________________
3.结构:
双层膜外膜
(透明)内膜
基粒:
每个基粒含两个以上的__________,吸收光能的四种色素就分布在___________上
(叶绿体内有许多个类囊体,极大的扩展了______)
基质:
含多种与光合作用所需的酶,及少量DNA、RNA
(四)、光合作用概念:
光合作用:
绿色植物通过_______,利用______,把_______和______转化成储存着能量的___________,并释放出_________的过程
五、光合作用的探究历程:
①、1771年英国科学家普里斯特利发现,将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠不容易窒息而死,证明:
___________________________
②、1779年,荷兰科学家英格豪斯作了500多次植物更新空气的实验,发现:
普里斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功;植物只有绿叶才能更新污浊的空气。
③、1785年,由于空气组成的发现,人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气,吸收的是二氧化碳。
1845年,德国科学家梅耶指出,植物进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来。
④、1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光,另一半遮光。
过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。
证明:
_________________________。
⑤、1880年,德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。
证明:
叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,氧是叶绿体释放出来的。
⑥、20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。
第一组相植物提供H218O和CO2,释放的是18O2;第二组提供H2O和C18O,释放的是O2。
证明:
________。
⑦、20世纪40年代,美国科学家卡尔文14C标记的CO2供小球藻进行光合作用,追踪检测其放射性,最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径,这一途径称为
____________________。
(五)、光合作用的过程:
光
反
应
阶
段
条件
光、色素、酶
场所
物质变化
能量变化
光能→ATP中的活跃化学能
暗
反
应
阶
段
条件
场所
物质变化
能量变化
ATP中的活跃化学能→(CH2O)中的稳定化学能
总反应式
六、影响光合作用的外界因素主要有:
1、光照强度:
在一定范围内,光合速率随光照强度的增强而加快,超过光饱合点,光合速率反而会下降。
2、温度:
温度可影响酶的活性。
3、二氧化碳浓度:
在一定范围内,光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快,达到一定程度后,光合速率维持在一定的水平,不再增加。
4、水:
光合作用的原料之一,缺少时光合速率下降。
七、光合作用的应用:
1、适当提高光照强度。
2、延长光合作用的时间。
3、增加光合作用的面积——合理密植,间作套种。
4、温室大棚用无色透明玻璃。
5、温室栽培植物时,白天适当提高温度,晚上适当降温。
6、温室栽培多施有机肥或放置干冰,提高二氧化碳浓度。
八、化能合成作用(补充了解内容)
1.概念:
不能利用光能,但能够利用体外环境中的某些___________氧化时释放的能量来制造有机物,这种合成作用叫做化能合成作用
2.举例:
硝化细菌:
硝化细菌能将土壤中的______氧化成________,进而将________氧化成__________,利用这两个化学反应中释放出的________,将_______和_____合成为_____,这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。
要点强化1-4新陈代谢
1.29酶
作用:
降低反应的活化能。
特点:
高效性、专一性、活性受温度和PH影响(实验设计,曲线分析)
1.30ATP
生物体内ATP的来源
ATP来源
反应式
光合作用的光反应
ADP+Pi+能量——→ATP
化能合成作用
有氧呼吸
无氧呼吸
其它高能化合物转化
(如磷酸肌酸转化)
C~P(磷酸肌酸)+ADP——→C(肌酸)+ATP
1.31光合作用
光合作用的色素
光合作用中光反应和暗反应的比较
比较项目
光反应
暗反应
反应场所
叶绿体基粒
叶绿体基质
能量变化
光能——→电能
电能——→活跃化学能
活跃化学能——→稳定化学能
物质变化
H2O——→[H]+O2
NADP++H++2e——→NADPH
ATP+Pi——→ATP
CO2+NADPH+ATP———→
(CH2O)+ADP+Pi+NADP++H2O
反应物
H2O、ADP、Pi、NADP+
CO2、ATP、NADPH
反应产物
O2、ATP、NADPH
(CH2O)、ADP、Pi、NADP+、H2O
反应条件
需光
不需光
反应性质
光化学反应(快)
酶促反应(慢)
反应时间
有光时(自然状态下,无光反应产物暗反应也不能进行)
光能利用率与光合作用效率的关系
影响光合作用的外界因素与提高光能利用率的关系
光合作用实验的常用方法(了角)
②
1.34细胞呼吸
细胞的有氧呼吸
细胞内的无氧呼吸
2.24有氧呼吸与无氧呼吸的比较
比较项目
有氧呼吸
无氧呼吸
反应场所
真核细胞:
细胞质基质,主要在线粒体
原核细胞:
细胞基质(含有氧呼吸酶系)
细胞质基质
反应条件
需氧
不需氧
反应产物
终产物(CO2、H2O)、能量
中间产物(酒精、乳酸、甲烷等)、能量
产能多少
多,生成大量ATP
少,生成少量ATP
共同点
氧化分解有机物,释放能量
2.25呼吸作用产生的能量的利用情况
呼吸类型
被分解的有机物
储存的能量
释放的能量
可利用的能量
能量利用率
有氧呼吸
1mol葡萄糖
2870kJ
2870kJ
1165kJ
40.59%
无氧呼吸
2870kJ
196.65kJ
61.08kJ
2.13%
注:
无氧呼吸释放的能量值为分解为乳酸时的值。
不同的无氧呼吸类型释放的能量可能稍有不同。
1-2习题
近年高考真题1-3
2009年高考试题汇总--细胞代谢
第一节新陈代谢与酶
(09重庆理综)l.下列有关酶的叙述.正确的是
A高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
B酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质
C细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶
D细胞质中没有作用于DNA的解旋酶
答案:
C
(09广东)3.水稻细胞内合成的某物质,能够在常温下高效分解淀粉,该物质
A.在4°C条件下易变性B.只含有C、H
C.也能催化淀粉合成D.含有羧基
(09全国卷I)32.已知H2O2=H2O+O2可以通过反应过程中O2的生成速度(即从气泡从溶液中释放的速度)来判断H2O2的分解速度,请用所给的材料和用具设计实验,使其同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性,要求写出实验步骤、预测试验结果、得出结论,并回答问题。
实验材料及用具:
适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、3.5℅FeCl3溶液、0.01℅牛过氧化氢酶溶液、恒温水浴锅、试管。
(1)实验步骤:
①
②
③
④
(2)实验结果预测及结论:
整个实验中,不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是:
甲试管里气泡的释放的速度最快,乙试管较慢,丙试管无气泡放出。
由此得出的结论是:
(3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃,重复上述实验,O2的释放速度最快的是:
原因是:
答案:
(11分)
⑴①取3支试管各加入等量且适量的H2O2溶液,放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间
②分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和氧化氢酶溶液
③观察各管中释放气泡的快慢
④观察记录三只试管里气泡从溶液中释放的速度
⑵加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管;酶具有催化作用和高效性
⑶加FeCl3溶液的试管;在此温度下,FeCl3催化作用加快,而过氧化氢酶因高温而失去了活性
(09全国卷II)32.(17分)
请用所给的实验材料和用具,设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。
要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论,并回答问题。
实验材料与用具:
适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉四种溶液,菲林试剂、试管、 37℃ 恒温水浴锅,沸水浴锅。
(1)若“+”代表加入适量的溶液,“—”代表不加溶液,甲、乙等代表试管标号,请用这些符号完成下表实验设计,请在答题卡上作答。
溶液
试管
蔗糖溶液
淀粉溶液
蔗糖酶溶液
唾液淀粉酶溶液
甲
+
—
+
—
(2)实验步骤:
①按照上表中的设计,取试管、加溶液。
②
③
④
(3)结果预测:
____________________________。
(4)结论:
__________________________________。
(5)在上述试验中,如果仅将 37℃ 恒温水浴锅的温度调到 20℃ 。
而在其他条件不变的情况下重做上述实验,出现砖红色试管中的颜色会比 37℃ 时的浅,其原因是_______________。
答案:
(1)
溶液
试管
蔗糖溶液
淀粉溶液
蔗糖酶溶液
唾液淀粉酶溶液
甲
+
—
+
—
乙
—
+
—
+
丙
+
—
—
+
丁
—
+
+
—
(2)②混匀, 37℃ 恒温水浴一段时间;③取出试管,分别加入适量的斐林试剂,混匀,沸水浴一段时间;④观察实验现象并记录实验结果。
(3)含有蔗糖和淀粉酶溶液的试管(试管甲),以及含有淀粉和淀粉酶溶液的试管(试管乙)中出现砖红色沉淀,其他试管中不出现砖红色沉淀;(4)(哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶)酶的催化作用具有专一性;(5) 20℃ 低于酶的最适温度,酶活性低,水解产生的还原糖少。
(09宁夏理综)28.(25分)回答I、II小题:
I.将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、过滤,得到提取液。
取6支试管分别加入等量的淀粉溶液后,分为3组并分别调整到不同温度,如图所示,然后在每支试管中加入等量的玉米子粒提取液,保持各组温度30分钟后,继续进行实验(提取液中还原性物质忽略不计):
(1)若向A、C、E三支试管中分别加入适量的班氏试剂或斐林试剂,沸水浴一段时间,观察该三支试管,其中液体颜色呈砖红色的试管是_______;砖红色较深的试管是______,颜色较深的原因是______;不变色的试管是______,不变色的原因是_________。
(2)若向B、D、F三支试管中分别加入等量的碘液,观察三支试管,发现液体的颜色是蓝色,产生该颜色的原因是______________。
(3)以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最适温度。
你怎样设计实验才能确定最适温度?
(只要求写出设计思路)
II.同一品种的西瓜种植在非生物因素相同的两块土地上,但单位面积产量差别很大,为了探究两块土地上产量不同的原因,请根据所学知识提出一个值得研究的课题(要求写出课题的题目)。
答案:
28.I.(22分)
(1)A和C(2分)C(2分)淀粉酶在40℃时活性相对较高,淀粉酶催化淀粉水解产生的还原糖多(4分)E(2分)酶失活(2分)
(2)剩余的淀粉遇碘变蓝(2分)
(3)在20℃和100℃之间每隔一定温度设置一个实验组,其它实验条件保持一致。
以反应液和上述试剂(或答碘液或答斑氏试剂或答斐林试剂)发生颜色反应的程度为指标确定最适温度。
(8分)
II.(3分)病虫害对西瓜产生影响的研究(3分)(本题答案有多种,只要合理就给分)
第三节光合作用
(09四川理综)3.大气中CO2浓度升高引起的温室效应,可能改变土壤水分状况和矿质元素含量。
为探究有关生态因子的变化对植物的影响,有人用同一环境中生长的两种植物,在温度、光照和水分等适宜条件下做了模拟试验,测得数据如表。
下列相关分析,不正确的是
项目
物种
355
mol·mol-1的CO2
539
mol·mol-1的CO2
不施磷肥
施磷肥20
不施磷肥
施磷肥/20
净光合速度
欧州蕨
2.18
3.74
3.62
5.81
石楠
1.37
6.76
5.43
15.62
蒸腾比率
欧洲蕨
1.40
2.37
2.22
3.86
石楠
0.25
0.66
0.71
2.10
*蒸腾比率:
植物消耗1摩尔水,通过光合作用固定的CO2微摩尔数。
A.CO2浓度升高和施磷肥都能促进两种植物的光合作用,施磷肥的效果更明显
B.两种CO2浓度下,施磷肥对石楠光合作用的促进作用都大于欧洲蕨
C.由试验结果可推测,干旱对欧洲蕨光合作用的影响大于石楠
D.两种植物光合作用的最适CO2浓度都高于355
mol·mol-1
答案:
C
(09山东理综)26.(15分)智能温室无土栽培作物,易于管理,优质高产。
该项技术广泛应用于现代农业。
(1)无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是_____________和________。
植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同,所以应视具体情况调整____________,供作物__________性吸收无机盐离子。
(2)营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的低,植物仍可通过____________方式吸收。
若栽培池内较长时间通气不畅,作物根部可能出现的症状是___________,其生理原因是____________。
(3)下图表示温室内光照强度(E)与作物光合速率(v)的关系。
在温度、水分和无机盐均适宜的条件下,当EC时,可采取____________措施,保证作物的最大光合速率。
如遇连阴天,温室需补光,选用____________光最有效。
(4)用适宜浓度的2,4-D处理番茄花蕾可提高坐果率。
请设计实验方案。
确定施用2,4-D的最适浓度。
_____________________________________________
答案:
(1)细胞的组成成分调节生命活动
营养液中无机盐的组成和比例(营养液配方)选择
(2)主动运输根变黑(烂根)根进行无氧呼吸,细胞内积累酒精
(3)增大光照强度(增加CO2浓度)CO2浓度遮光(遮阴)红(蓝紫)
(4)①将生长状态相同的番茄平均分成若干组;
②配制对应组数的系列浓度梯度的2,4-D溶液;
③分别用不同浓度的2,4-D溶液处理对应组的番茄花蕾;
④统计分析不同处理组的番茄坐果率,确定最适施用浓度。
(09重庆理综)30(26分)
I在春末晴朗白天,重庆某蔬菜基地规定了某大棚蔬菜在不同条件下的净光合作用强度(实际光合作用强度与呼吸作用强度之差),结果见题30图l(假设塑料大栅外环境条件相同;植株大小一致、生长正常,栽培管理条件相同)
(1)在曲线a中,与11时相比,13时植株叶绿体内C3与C5化合物相对含量较高的是
(C3或C5);在11时和13时分别摘取植株上部成熟叶片用碘蒸气处理,13时所取叶片显色较(深或浅)。
(2)曲线b的峰值低于曲线a.其两个主要因素是(光照强度、环境温度、空气中CO2含量)曲线c高于曲线b,原因是补充光照能使叶绿体产生更多的用于CO2还原;若在栅内利用豆科植物做绿肥,可明显增加土壤中元素的含量,主要促进植株体内和等生物大分子的合成。
(3)6—9时和16—18时,曲线b高于曲线a,主要原因是此时段棚内 较高。
答案:
I.(I)C5;深
(2)光照强度、空气中CO2含量;ATP、NADPH([H]);氮(N);蛋白质;核酸(3)温度
(09全国卷II)31.(8分)
(1)右图表示A、B两种植物的光照等其他条件适宜的情况下,光合作用强度对环境中CO2浓度变化的响应特性。
据图判断在CO2浓度为300μL·L-1(接近大气CO2浓度)时,光合作用强度较高的植物是_______________。
(2)若将上述两种植物幼苗置于同一密闭的玻璃罩中,在光照等其他条件适宜的情况下,一段时间内,生长首先受影响
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