全国通用2020届高考生物优选大一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第8_10讲练习含解析.pdf

《全国通用2020届高考生物优选大一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第8_10讲练习含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国通用2020届高考生物优选大一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第8_10讲练习含解析.pdf（78页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用 第 8 讲 酶和 ATP第 8 讲 酶和 ATP 考试说明 1.酶在代谢中的作用()。 2.ATP 在能量代谢中的作用()。 3.实验:探究影响酶活性的因素。 考点一 酶的本质、作用和特性 1.酶本质的探索历程(连一连) 2.酶的本质及生理功能 (1)本质与作用 化学本 质 绝大多数是 少数是 合成原 料 氨基酸核糖核苷酸 合成场 所 核糖体 主要是细胞 核 来源 一般来说, 都能产生 酶 生理功 能 具有 作用 作用场 所 细胞内、外或生物体外均可 (2)作用机理: 化学反应的活化能。 图 3-8-1 无酶催化的反应曲线是 ,有酶催化的反应曲线是 。

2、 ca 段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能;ba 段的含义是 酶 。 若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则 b 点在纵轴上将 移动。 3.酶的特性 (1) :酶的催化效率大约是无机催化剂的 1071013倍。 (2)专一性:每一种酶只能催化 化学反应。 (3)作用条件较温和:高温、 过酸、 过碱都会使酶的 遭到破坏,使酶永久失活;低 温时,酶的活性减弱,但不会失活。 正误辨析 (1)酶在催化反应前后,其分子结构不变。( ) (2)一个细胞中酶的种类和数量是一定的,不会发生变化。( ) (3)酶可降低过氧化氢分解反应所需的活化能而无机催化剂不能。( ) (4)酶发挥作用后就会被降

3、解。 ( ) (5)产生激素的细胞一定产生酶,但是产生酶的细胞不一定产生激素。( ) (6)在稀蛋清液中加入蛋白酶后,再加入双缩脲试剂,由于蛋清液中的蛋白质被分解,因此不 再发生紫色反应。( ) 1.酶的高效性 图 3-8-2 (1)由曲线可知:酶比无机催化剂的催化效率更高。 (2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不改变化学反应的平衡点。因此,酶不能改变最终 生成物的量。 2.酶的专一性 (1)物理模型 图 3-8-3 图中 A 表示酶,B 表示被催化的底物,E、F 表示 B 被分解后产生的物质,C、D 表示不能被酶 催化的物质。 酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。 (2)曲线模型 图

4、3-8-4 在 A 反应物中加入酶 A,反应速率较未加酶时明显加快,说明酶 A 能催化底物 A 的反应。 在 A 反应物中加入酶 B,反应速率和未加酶时相同,说明酶 B 不能催化底物 A 的反应。 3.影响酶促反应速率的因素 (1)温度和 pH 图 3-8-5 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 作用逐渐减弱直至失活。 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 度升高酶的活性可恢复。 (2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 图 3-8-6 由甲图可知,在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率

5、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。 由乙图可知,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比。 (3)综合影响 图 3-8-7 据图可知,不同 pH 条件下,酶最适温度不变;不同温度下,酶最适 pH 也不变。即反应溶液 pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。 命题角度 1 考查对酶的本质及作用和特性的理解 1.下列关于酶的叙述,正确的是 ( ) A.RNA 聚合酶能催化转录过程 B.酶都在细胞中发挥作用 C.DNA 聚合酶参与 DNA 复制及转录过程 D.酶能调节细胞的生命活动 2.为使反应物 A 反应生成产

6、物 P,采取了用酶催化(最适温度和 pH)和用无机催化剂催化两种 催化方法,其能量变化过程用图 3-8-8 甲中两条曲线表示;图乙表示某酶促反应过程的示意 图。下列有关分析中不合理的是( ) 甲 乙 图 3-8-8 A.距离 b 可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的原因 B.适当升高温度,有酶催化时的曲线对应的距离 a 将减小 C.图乙中可代表蔗糖,那么可代表果糖和葡萄糖 D.图乙所示过程可以说明酶具有专一性 题后归纳 高考常考的酶及其作用归纳 (1)DNA 聚合酶:将单个的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成链。 (2)DNA 连接酶:将两个 DNA 片段连接起来。 (3)RNA 聚合酶:将单

7、个的核糖核苷酸连接成链。 (4)解旋酶:在 DNA 分子复制过程中打开 DNA 碱基对中的氢键。 (5)ATP 水解酶:能打开远离腺苷的高能磷酸键。 (6)ATP 合成酶:能催化远离腺苷的高能磷酸键形成。 (7)限制性核酸内切酶:识别特定的核苷酸序列,从固定的切点切开磷酸二酯键。 (8)蛋白酶:将蛋白质的部分肽键切断,得到不同的肽链或氨基酸。 (9)纤维素酶、果胶酶:水解纤维素、果胶,破坏植物细胞壁。 命题角度 2 考查酶促反应的曲线分析 3. 2019山西大同一中模拟 图 3-8-9 中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

8、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( ) 图 3-8-9 A.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 4.图 3-8-10 为用同一种酶进行的不同实验结果,下列有关叙述正确的是( ) A.本实验研究的酶是蔗糖酶 B.图甲曲线是研究该酶具有高效性的结果 C.实验结果表明,该酶活性的最适温度是 30 、最适 pH 是 7 甲 乙 丙 图 3-8-10 D.pH=2 与温度为 20 条件下酶活性减弱的原因不同 题后归纳 “四看法”分析酶促反应曲线

9、 图 3-8-11 考点二 实验:探究影响酶活性的因素 1.探究温度对酶活性的影响 (1)实验原理 反应原理:淀粉麦芽糖、葡萄糖 蓝色 无蓝色出现 鉴定原理: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。 (2)实验步骤 序 号 实验操作内 容 试管 1试管 2试管 3 1 加入等量的 可溶 性淀粉溶液 2 mL2 mL 2 mL 2 控制不同的 温度条件 60 热水 (5 分钟) 沸水 (5 分 钟) 冰块 (5 分 钟) 3 加入等量的 新鲜 淀粉酶溶液 1 mL (5 分钟) 1 mL (5 分 钟) 1 mL (5 分 钟) 4 加入等量

10、的 碘液 1 滴1 滴1 滴 5 观察实验现 象 不出现蓝色 (呈现碘液 颜色) 蓝色 蓝色 2.探究 pH 对酶活性的影响 (1)实验原理 反应原理(用反应式表示): 2H2O22H2O+O2。 鉴定原理:pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成速率,可用带火星的卫生香燃烧的情况来 检验 O2的生成速率。 (2)实验步骤 序 号 实验操作内容试管 1 试管 2 试管 3 1 注入等量的过氧2 滴2 滴2 滴 化氢酶溶液 2 注入等量的不 同 pH 的溶液 1 mL 蒸馏水 1 mL 5% 的 HCl 1 mL 5% 的 NaOH 3 注入等量的 3%的 H2O2溶液 2 mL2 mL2 mL 4

11、观察实验现象 有大量 气 泡产生 无气 泡产生 无气 泡产生 5 将带火星的卫生 香插 入试管内液面的 上方 燃烧剧 烈 燃烧较 弱 燃烧较 弱 3.酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜” (1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性,检测底物是否被分解的试剂宜选用 斐林试剂,不宜选用碘液,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,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不宜选用斐 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,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料,因为 过氧化氢(H2O2)在

12、常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。 (4)在探究 pH 对酶活性影响时,宜保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的 pH 调至 实验要求的 pH 后再让反应物与酶接触,不宜在未达到预设 pH 前,让反应物与酶接触。 命题角度 1 考查有关酶实验的分析 1. 2018河北保定高三摸底 关于酶的相关实验的叙述,正确的是( ) A.验证酶的高效性时,自变量是酶的种类 B.探究温度对酶活性的影响实验中,可选用过氧化氢酶为研究对象 C.用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的专一性时,可用碘液进行鉴定 D.在探究影响淀粉酶活性的因素时,温度、酸碱度、实验的次数等都是自变量 2.

13、2018浙江杭州质检 下表为甲、 乙两位同学用相同材料和试剂进行 “探究酶的专一性” 的活动过程。甲做了 13 组,乙做了 46 组。 单位:mL 组别123456 1%淀粉溶液333 2%蔗糖溶液333 新鲜唾液11 蔗糖酶溶液11 蒸馏水11 斐林试剂222222 下列叙述错误的是( ) A.甲同学实验的检测试剂可换成碘碘化钾溶液 B.甲、乙同学单独做的实验都不能探究酶的专一性 C.若组 4 出现阳性反应,则乙同学的实验无法证明酶的专一性 D.甲、乙同学的实验组合在一起能排除更多无关变量的干扰 命题角度 2 考查有关酶的实验设计 3.普通淀粉酶的最适温度在 4060 之间,而极端耐热淀粉酶

14、在 100 仍能保持较高的活性, 因此在生产上具有更为广泛的应用前景。请回答有关问题: (1)要鉴定该酶的化学本质,可将该酶液与 混合,若反应液呈 色,则该 酶的化学本质为蛋白质。 (2)测定淀粉酶活性时,应选择 作为该酶作用的底物,反应液中应加入 溶液 以维持其酸碱度稳定。 (3)设计实验探究极端耐热淀粉酶起催化作用的最适温度。 此实验中除自变量和因变量外,还需要考虑 (指出两点即可)等因素。 结合题目信息,简要写出探究该酶催化作用最适温度的实验思路: 。 题后归纳 梯度法探究酶的最适温度或最适 pH (1)实验设计思路 底物t1温度或 pH1下+酶,t1温度或 pH1下底物的分解量或剩余量

15、或产物的生成量。 (2)实验设计程序 图 3-8-12 考点三 ATP 的结构、产生和利用 1.ATP 的结构 图 3-8-13 (1)ATP 的元素组成: 。 (2)ATP 的化学组成:一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基团。 (3)ATP 的结构简式: 。 (4)ATP 中的能量:主要储存在 中。 2.ATP 和 ADP 的相互转化 (1)转化基础 ATP 的化学性质不稳定, 的高能磷酸键容易断裂和重建。 (2)ATP 和 ADP 的相互转化过程比较 ATP 的合成 图 3-8-14 ATP 的水解 图 3-8-15 3.ATP 的作用 图 3-8-16 正误辨析 (1)ATP 分子脱去

16、 2 个磷酸基团,称为腺嘌呤核糖核苷酸,它是 RNA 分子的基本单位之一。 ( ) (2)淀粉水解成葡萄糖时伴随有 ATP 的生成。 ( ) (3)人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器,所以不能合成 ATP。 ( ) (4)从 ATP 获得合成 RNA 的原料需要破坏远离腺苷的高能磷酸键。( ) (5)真核细胞内发生 ATP 与 ADP 的相互转化,原核细胞内不发生。( ) (6)人在饥饿时,细胞中 ATP 与 ADP 的含量难以达到动态平衡。( ) (7)无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生 ATP 的唯一来源。( ) (8)细胞内的吸能反应一般与 ATP 的合成相联系,放能反应一般与 ATP

17、的水解相联系。 ( ) 教材拓展 1. 必修 1 P88 ATP 由哪几个小分子组成? 2. 必修1 P90 如果把糖类和脂肪比作大额支票,ATP则相当于现金,这种比喻 (填 “有”或“无”)道理,原因是 。 1.ATP 与 ADP 的相互转化 图 3-8-17 (1)ATP 在生物体内含量少,但转化十分迅速,从而使细胞中的 ATP 与 ADP 的转化总是处于一 种动态平衡中。 (2)ATP 与 ADP 的相互转化过程中,物质可重复利用,但能量不可循环利用,它们不是可逆反 应。 (3)ATP 转化为 ADP 又称“ATP 的水解反应”,这一过程需要酶的催化,同时也消耗水。 (4)ATP 不等同

18、于能量:ATP 是一种高能磷酸化合物,是一种与能量有关的物质,不能将二者等 同起来。 (5)生命活动需要消耗大量能量,但细胞中 ATP 含量很少。由于 ADP、Pi 等可重复利用,只要 提供能量(光能或化学能),生物体就可不断合成 ATP,满足生物体的需要。 2.ATP 产生量与 O2供给量之间的关系模型分析 图 3-8-18 命题角度 1 考查 ATP 的来源、结构及生理作用 1. 2018山西五校联考 ATP 是细胞内的能量“通货”,下列有关叙述不正确的是 ( ) A.ATP 水解供能,实际上是指 ATP 分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解释放能量 B.细胞内 ATP 与 ADP 相互转化的

19、能量供应机制是生物界的共性 C.ATP 分子由 1 个腺嘌呤和 3 个磷酸基团组成 D.ATP 是主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质 2.下列关于 ATP、mRNA 和腺嘌呤核糖核苷酸的叙述,正确的是( ) A.三者的元素组成不同,但都含有 C、H、O、N、P、S B.三者既能同时参与转录过程,又能同时参与翻译过程 C.ATP 含有两个高能磷酸键,腺嘌呤核糖核苷酸含有一个高能磷酸键,mRNA 无高能磷酸键 D.腺嘌呤核糖核苷酸是mRNA的单体之一,ATP去掉远离腺苷的两个磷酸基团后的剩余部分就 是腺嘌呤核糖核苷酸 易错提醒 辨析 ATP、DNA、RNA、核苷酸中“A”的含义 物质名称物

20、质结构A 的含义 ATP 腺苷(由腺嘌呤和核糖组成) 核苷酸腺嘌呤 DNA腺嘌呤脱氧核苷酸 RNA腺嘌呤核糖核苷酸 命题角度 2 ATP 和 ADP 的转化过程及应用 3. 2018湖南永州一模 如图 3-8-19 是生物界中能量“通货”ATP 的循环示意图。下 列相关叙述正确的是( ) 图 3-8-19 A.图中的 M 指的是腺苷,N 指的是核糖 B.食物为 ATP“充电”指的是呼吸作用分解有机物 C.图中不同来源的 ATP 均可用于胞吞和胞吐 D.ATP 的“充电”需要酶的催化,而“放能”不需要 4.“分子马达”是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质,其结构会随着与 ATP 和 ADP 的

21、 交替结合而改变,从而使自身或与其结合的分子产生运动。下列相关分析不正确的是 ( ) A.线粒体和叶绿体中都有“分子马达” B.RNA 聚合酶是沿 RNA 移动的“分子马达” C.“分子马达”运动所需的能量由 ATP 水解提供 D.细胞膜上的部分载体蛋白是“分子马达” 题后归纳 细胞内产生与消耗 ATP 的生理过程 转化场 所 常见的生理过程 细胞膜 消耗 ATP:主动运输、胞吞、胞吐 细胞质 基质 产生 ATP:细胞呼吸第一阶段 绿体 产生 ATP:光反应 消耗 ATP:暗反应和自身 DNA 复制、转录、翻译 等 线粒体 产生 ATP:有氧呼吸第二、三阶段 消耗 ATP:自身 DNA 复制、

22、转录、翻译等 核糖体 消耗 ATP:蛋白质的合成 细胞核 消耗 ATP:DNA 复制、转录等 真题预测 1. 2017全国卷 下列关于生物体中酶的叙述,正确的是( ) A.在细胞中,核外没有参与 DNA 合成的酶 B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性 C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法 D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是 37 2. 2016全国卷 若除酶外所有试剂已预保温,则在测定酶活力的实验中,下列操作顺序 合理的是( ) A.加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量 B.加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量 C.加入缓冲液加入底

23、物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量 D.加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量 3. 2016全国卷 为了研究温度对某种酶活性的影响,设置三个实验组:A 组(20 )、B 组 (40 )和C组 (60 ),测定各组在不同反应时间内的产物浓度 (其他条件相同 ),结果如图3- 8-20 所示。回答下列问题: 图 3-8-20 (1)三个温度条件下,该酶活性最高的是 组。 (2)在时间t1之前,如果 A 组温度提高 10 ,那么 A 组酶催化反应的速度会 。 (3)如果在时间t2时,向C组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不变,那么在t3时, C 组产物总量 ,原因 是

24、 。 (4)生物体内酶的化学本质是 ,其特性有 (答出两 点即可)。 1.下列关于酶和 ATP 的叙述正确的是( ) A.酶使细胞代谢高效而有序地进行,对生命活动具有重要的调节作用 B.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液可以验证酶的专一性 C.酶和 ATP 均具有高效性和专一性 D.将 ATP 分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸上,产物是 ADP 2.多酶片中含有多种消化酶,一般由内外两层组成,在消化不良时可以服用。 现有四种蛋白酶 甲、 乙、 丙和丁,四者的活性随 pH 的变化如图 3-8-21 所示,上述四种蛋白酶中最适合分布在 多酶片外层的是( ) 图 3-8-21 A.蛋白酶甲B.蛋白

25、酶乙 C.蛋白酶丙D.蛋白酶丁 1.同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。 2.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数是 RNA。 3.酶具有专一性和高效性,作用条件较温和。 4.低温抑制酶的活性,但不破坏酶的分子结构。 5.高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使其永久失去活性。 6.ATP 是为细胞生命活动提供能量的直接能源物质。 7.细胞内 ATP 与 ADP 相互转化的能量供应机制是生物界的共性。 1.对照原则 对照实验是除了一个因素之外,其他因素都保持不变的实验,通常分为实验组和对照组,实验 组是接受实验变量处理的对象组,对照组

26、是不接受实验变量处理的对象组。按对照的内容和 形式上的不同,通常有以下几种对照类型: 类型设置对照实验实例 空白 对照 指不做任何实 验处理的对象组 “生物组织中可溶性还原糖的鉴定”实验中,向甲试管溶液加入 斐林试剂,而乙试管中不加斐林试剂 自身 对照 实验组与对照 组在同一对象上 进行 “植物细胞质壁分离和复原” 实验就是典型的自身对照。 实验处 理前的对象状况可视为对照组,实验处理后的对象变化则视为实验 组 (续表) 类型设置对照实验实例 条件对 照 指虽给对象施 以某种实验处理, 但这种处理是作 为对照意义的, 或 者说这种处理不 是实验假设所给 定的实验变量意 义上的 例如“动物激素饲

27、喂小动物”实验的设计方案: 甲组:饲喂甲状腺激素(实验组) 乙组:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组) 丙组:不饲喂药剂(空白对照组) 相互对 照 指不另设对照 组,而是几个实 验组相互对比对 照 如 “温度对酶活性的影响” 的实验中,几个实验组所采用的就是 相互对照 2.单一变量原则 (1)生物实验变量的辨析 实验中的变量有自变量、因变量和无关变量。 自变量:人为改变的变量。 因变量:随着自变量的变化而变化的变量。 无关变量:除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这 些变量称为无关变量。 通常,自变量是原因,因变量是结果,二者具有因果关系。 图 3-8-22 (2)变

28、量的控制 控制变量是指控制其他因素不变,集中研究其中一个因素的变化,保证实验不受干扰或将干 扰因素降到最低程度。 通过变量控制,尽量减小实验误差,以取得较为精确的实验结果。 操纵自变量的方法:设法给研究对象施加干扰,造成研究对象的变化,从而使研究对象在被 干扰状态中反映出某种现象和属性。 检测因变量的方法:因变量有时不能直接检测,实际操作中根据实验原理和实验条件确定 观察、 测量的指标称为观察指标。 具体包括观察特异性的颜色变化、 沉淀反应;观察形态结 构、生理变化;测量生长发育速度;测量生化反应速度。 控制无关变量的方法(平衡控制):排除因实验对象的个体差异带来的影响;设法创造稳定的 相同的

29、条件进行对照,以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰;设法提供适宜条件,以排除 不利环境条件对实验对象的影响;重复实验,排除偶然因素的干扰,减小实验误差。 3.等量原则 实验中除“单一变量”(即实验变量)外,其他变量需注意等量原则,即: (1)生物材料要相同:所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面要尽 量相同或至少大致相同。 (2)实验器具要相同。 (3)实验试剂要相同。 (4)处理方法要相同。 针对训练 1.生物实验中常用到对照,以下对照设置正确的是 ( ) A.研究温度对酶活性的影响时,实验要分别在酸性和碱性条件下进行 B.研究蝾螈细胞核的功能实验中,将其受精卵横缢成有核

30、和无核两部分 C.验证胚芽鞘感光部位在尖端的实验中,甲组用锡箔帽罩住尖端,乙组去掉尖端 D.在观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布时,分别使用甲基绿和吡罗红两种染色剂染色 2.下列有关实验中变量的叙述,正确的是 ( ) A.探究温度对酶活性的影响实验中,酶催化的反应速率是自变量 B.模拟探究细胞大小与物质运输关系实验中,琼脂块的体积大小是无关变量 C.观察洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原的实验中,原生质层位置的变化是无关变量 D.探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用实验中,插条生根数是因变量 3. 2018湖北孝感一中模拟 实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量。下列哪一 项不属于

31、控制无关变量的操作( ) A.验证光合作用能产生淀粉的实验中,首先将实验植物进行“饥饿”处理 B.探究唾液淀粉酶最适 pH 的实验中,先将每一组温度控制在 37 C.验证光合作用需要光照的实验中,将叶片的一半用黑纸包住 D.探究唾液淀粉酶最适温度的实验中,每一组都加入等量的淀粉 4. 2018宁夏石嘴山一模 如图 3-8-23 是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验。 有关分 析合理的是( ) 图 3-8-23 A.本实验的因变量是不同的催化剂 B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等 C.1 号与 3 号、1 号与 4 号可分别构成对照实验 D.分析 1 号、2 号试管的实验结果可知,加热能降低

32、反应的活化能 5.某植物培养液中含有甲、乙、丙 3 种离子,它们对植物的生长都有影响。下表列出的 5 种 培养液中,甲、乙、丙 3 种离子的浓度(单位:mmol/L)不同。为了研究丙离子的浓度大小对植 物生长的影响,进行实验时可以选用的两种培养液是( ) 培养液编号 甲离子2030503040 乙离子5545604555 丙离子1015202525 A.B.C.D. 6. 2018浙江杭州学军中学模拟 下列有关实验设计的叙述中正确的是 ( ) A.实验材料的数量、温度和时间不可能是实验的变量 B.各种实验中都必须设置空白对照组 C.数据测量应力求精确,因而需要多次测量求平均值 D.探究实验设计

33、中,实验结果总是与提出的假设一致 第 9 讲 细胞呼吸 考试说明 1.细胞呼吸()。 2.实验:探究酵母菌的呼吸方式。 考点一 细胞呼吸的过程 1.细胞的有氧呼吸 (1)过程图解 图 3-9-1 (2)写出有氧呼吸的总反应式,并标出各种元素的来源和去路 图 3-9-2 2.无氧呼吸 图 3-9-3 正误辨析 (1)在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成 ATP。( ) (2)有氧呼吸是将有机物彻底氧化分解成 CO2和 H2O,释放能量,并将释放的能量全部储存在 ATP 的过程。( ) (3)有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水。( ) (4)无氧呼吸不需要 O2的参与,该过程中有H的

34、积累。 ( ) (5)两种呼吸方式中,有 H2O 生成的一定是有氧呼吸,有 CO2生成的可能是有氧呼吸,也可能是 无氧呼吸。( ) 教材拾遗 1. 必修 1 P93 肌细胞内的肌质体就是由大量变形的 (填细胞器名称)组成的, 肌 质体有利于对肌细胞的 供应。 2. 必修 1 P94 C6H12O6和丙酮酸分解产生的H代表的物质是 ,其氧化形式是 。 1.有氧呼吸和无氧呼吸的比较 类型有氧呼吸无氧呼吸 过程 模型 必需 条件 O2和酶 不需 O2,但必须有酶催化 场所 细胞质基质(第一阶段);线 粒体(第二、 三阶段)(真核细 胞) 在细胞质基质中进行全过程 产物CO2和 H2O 酒精、CO2(

35、或乳酸) 联系 第一阶段完全相同;实质相同:氧化分解有机物,释放能 量(并合成 ATP 满足细胞生命活动的需要);有氧呼吸是在无 氧呼吸的基础上进化而来的 2.细胞呼吸中H和 ATP 的来源和去路 来源去路 有氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸 H葡萄糖和水葡萄糖 与 O2结合 生成 H2O 还原丙酮酸 ATP 三个阶段 都产生 只在第一 阶段产生 用于各项生命活动 (除暗反应外) 3.分析细胞呼吸中能量的释放与去向 图 3-9-4 4.不同生物无氧呼吸产物 图 3-9-5 命题角度 1 考查有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析 1. 2018陕西宝鸡质检 有氧呼吸全过程的物质变化可分为三个阶段:C6H1

36、2O6丙酮酸 +H;丙酮酸+H2OCO2+H;H+O2H2O,下列与此相关的叙述中正确的是( ) A.有氧呼吸与无氧呼吸都能发生两个阶段 B.若用 18O 标记 O2,一段时间后,在最终的产物中只有 H2O 中能找到18O C.第阶段反应所需要的H都来自丙酮酸 D.叶肉细胞中第阶段的反应发生在生物膜上 2.图 3-9-6 表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是 ( ) 图 3-9-6 A.a 过程的完成一定伴随 H2O 和 CO2的生成 B.在人体剧烈运动过程中,肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸 C.人体细胞中完成 c 过程的场所主要是线粒体 D.在寒冷时,人体内过程 a

37、 会加快 易错提醒 有关细胞呼吸的 6 个易错点 (1)不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因在于催化反应的酶不同,根本原因在于控制酶 合成的基因不同。 (2)无氧呼吸只释放少量能量,其余能量储存在分解不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。 (3)有氧呼吸产物与无氧呼吸产物最大的区别是无氧呼吸没有水生成,并且无氧呼吸只在第 一阶段产生 ATP。 (4)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸,如蛔虫细胞、 哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧 呼吸。 (5)原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行有氧呼吸,如蓝藻、 硝化细菌等,因为其细胞 中含有与有氧呼吸有关的酶。 (6)水稻等植物长期被水淹后烂根的原因是无氧呼

38、吸的产物酒精对细胞有毒害作用。 命题角度 2 细胞呼吸方式的判断与计算 3.下表是某种植物种子在甲、乙、丙三种不同的条件下萌发,测得的气体量的变化结果。下 列说法正确的是( ) 条件CO2释放量O2吸收量 甲120 乙86 丙1010 A.在甲条件下进行的是产生 CO2和乳酸的无氧呼吸 B.在乙条件下有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C.在丙条件下有氧呼吸强度达到最大值 D.在乙条件下释放的 CO2来自细胞质基质和线粒体 4.某实验室用两种方法进行酵母菌发酵,利用葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧 气,乙发酵罐中没有氧气,其余条件相同且适宜。实验过程中,每小时测定两发酵罐中氧气和 酒精的

39、量,记录数据并绘成坐标曲线图 3-9-7。下列有关叙述正确的是( ) 图 3-9-7 A.实验结束时,消耗葡萄糖较多的是甲发酵罐 B.甲、乙两发酵罐分别在第 4 h 和第 0 h 开始进行无氧呼吸 C.甲、乙两发酵罐实验结果表明,酵母菌为异养厌氧型生物 D.该实验证明向发酵罐中连续通入大量的氧气可以提高酒精的产量 题后归纳 1.判定细胞呼吸方式的三大依据 2.呼吸作用中各物质之间的比例关系(以葡萄糖为底物的细胞呼吸) (1)有氧呼吸中葡萄糖O2CO2=166。 (2)无氧呼吸中葡萄糖CO2酒精=122 或葡萄糖乳酸=12。 (3)消耗等量的葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的 CO2的物质的量之

40、比为 13。 考点二 影响细胞呼吸的因素及应用 1.温度、CO2浓度及 H2O 对呼吸速率影响的曲线分析 因素温度CO2浓度H2O 影响 机理 影响呼吸酶的活性 高浓度的 CO2对细胞呼 吸有明显的抑制效应 在一定范围内,细胞呼吸强度 随含水量的增加而增强 曲线 模型 实践 应用 零上低温下储存种 子、蔬菜、水果,大棚 种植夜间适当降低温 度 增加 CO2的浓度,可提 高蔬菜和水果的保鲜效 果 粮食在收仓前要进行晾晒处 理,干种子萌发前要进行浸泡处 理 2.氧浓度对呼吸速率影响的曲线分析 图 3-9-8 (1)氧气作为有氧呼吸的原料,可同时影响有氧呼吸和无氧呼吸的速率。 (2)图甲中 O2浓度

41、为 0 时细胞只进行无氧呼吸,随 O2浓度升高,有氧呼吸逐渐增强,无氧呼吸 逐渐减弱。当 O2浓度为 010%时,细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸;O2浓度在 10%以上时, 细胞只进行有氧呼吸。 (3)图乙中三条曲线分别表示无氧呼吸 CO2释放量、有氧呼吸 O2吸收量(等于有氧呼吸 CO2释 放量)及两种呼吸 CO2释放总量。 (4)图中 R点为两种细胞呼吸 CO2释放总量的最低点,一般认为此时细胞呼吸消耗有机物最少, 最适合储存种子或果实。AB 段长度=BC 段长度,说明此时有氧呼吸与无氧呼吸释放的 CO2量 相等,则此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量应为无氧呼吸消耗葡萄糖量的 1/3。 命题角度

42、 1 以曲线模型为信息载体,考查影响细胞呼吸的因素 1.如图 3-9-9 表示某植物非绿色器官在不同 O2浓度下,O2的吸收量和 CO2的释放量的变化情 况,根据所提供的信息,以下判断正确的是( ) 图 3-9-9 A.N 点时,该器官 O2的吸收量和 CO2的释放量相等,说明其只进行有氧呼吸 B.M 点是贮藏该器官的最适 O2浓度,此时无氧呼吸的强度最低 C.该器官呼吸作用过程中有非糖物质的氧化分解 D.L 点时,该器官产生 CO2的场所是细胞中的线粒体基质 2.科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果如图 3-9-10 所示。 下 列叙述正确的是( ) 图 3-9-10

43、 A.20 h 内,果肉细胞产生 ATP 的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体 B.50 h 后,30 条件下果肉细胞没有消耗 O2,密闭罐中 CO2浓度会增加 C.50 h 后,30 的有氧呼吸速率比 2 和 15 慢,是因为温度高使酶活性降低 D.实验结果说明,温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大 命题角度 2 考查细胞呼吸原理在生产上的应用 3. 2018湖北荆州模拟 松土是农作物栽培的传统耕作措施。相关看法不合理的是 ( ) A.可以增加土壤的透气性,促进植物对无机盐的吸收 B.能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解 C.容易造成水土流失,可能成为沙尘暴的一种诱发因素 D.降低土壤微

44、生物的呼吸作用强度,减少二氧化碳排放 4.如图3-9-11表示某植物种子萌发过程中CO2释放速率和O2吸收速率的变化趋势,下列说法 正确的是( ) 图 3-9-11 A.在 1224 h 期间,细胞呼吸的主要方式是有氧呼吸 B.曲线相交时,有氧呼吸速率与无氧呼吸速率相等 C.从第 12 h 到胚根长出期间,萌发种子的干物质总量会相对不变 D.胚根长出后,萌发种子的有氧呼吸速率明显升高 易错警示 影响细胞呼吸的外界因素的应用注意点 1.影响细胞呼吸的因素并不是单一的 (1)若需要增强细胞呼吸强度,可采取供水、升温、高氧等措施。 (2)若需降低细胞呼吸强度,可以采取干燥、低温、低氧等措施。 2.储

45、存蔬菜和水果与储存种子的条件不同 (1)蔬菜和水果应储存在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下。 (2)种子应储存在“零上低温、干燥、低氧”条件下。 考点三 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.实验原理 图 3-9-12 2.实验步骤 (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 3-9-13 所示。 图 3-9-13 (3)检测酒精的产生:自 A、 B 中各取 2 mL 酵母菌培养液的滤液,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 重铬酸钾的硫酸溶液振荡并观察溶液的颜色变化。 3.实验现象 澄清石灰水的 变化 1、

46、2 两试管的 变化 甲 组 变混浊快无变化 乙 组 变混浊慢出现灰绿色 4.实验结论 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下产生的 CO2多且快,在无氧条 件下进行细胞呼吸能产生酒精,还产生少量 CO2。 5.实验成功关键点分析 (1)实验装置:甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼吸。甲、乙两组为对比 实验,设置的是有氧、无氧条件。 (2)通入 A 瓶的空气中不能含有 CO2,以保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌 有氧呼吸产生的 CO2所致。 (3)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

47、灰水中的 CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。 命题角度 1 考查酵母菌细胞呼吸方式的实验探究 1.图 3-9-14 是某研究小组在探究酵母菌细胞呼吸方式时的两套装置图,下列分析不合理的 是( ) 图 3-9-14 A. 为检验空气中的二氧化碳是否被A瓶吸收完全,可在B瓶前加一个盛有澄清石灰水的锥形 瓶 B. 实验中发现 C 瓶先变混浊后又澄清了,说明实验成功 C. 实验进行一段时间后用酸性的重铬酸钾溶液检测 D 瓶中物质会出现灰绿色 D. C 瓶和 E 瓶也可用溴麝香草酚蓝水溶液,可观察到水溶液由黄变绿再变蓝 2. 2018重庆一中模拟 在做 “探究酵母菌细胞呼吸方式” 实验时,有人用血糖仪对稀

48、释 10 倍后培养液中的葡萄糖浓度进行定量分析,并用葡萄糖消耗量计算出呼吸速率。下列说法 正确的是( ) 序号 时间(min)稀释 10 倍的培养液中葡萄糖浓度 10初始24.5 mmol/L 有氧 A18.6 mmol/L 215 无氧 B21.3 mmol/L 有氧 A9.9 mmol/L 330 无氧 B13.5 mmol/L A.该实验属于对照实验,其中有氧组为实验组,无氧组为对照组 B.该实验也可用澄清的石灰水检测 CO2的产生情况,以混浊度为实验指标 C.随着时间变化,装置中酵母菌种群的有氧呼吸速率、无氧呼吸速率都逐渐下降 D.酵母菌前 15 min 的有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率 方法拓展 对照实验和对比实验 1.对照实验 如果两组实验中,除了一个因素不同外,其余因素都相同,那么这两组实验称为对照实验。对 照实验一般要设置对照组和实验组。 对照组和实验组要依据研究的问题和作出的假设来决定, 有时候研究的问题和作出的假设改变了,对照组和实验组可能会发生对换。 一般来说,保持原 有状态的组作为对照组,人为改变条件的组作为实验组;或者是已知实验结果的组作为对照 组,未知实验结果的组作为实验组。 2.对比实验 设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系, 这样的实验称为对比实验。 对比实验不设对照组,