2018版高中生物 第三章 章末整合提升 细胞的代谢学案 浙科版必修1

细胞的代谢知识系统构建必背要语1有关细胞物质输入与输出的五个“不一定”(1)葡萄糖跨膜转运的方式不一定是主动转运：葡萄糖进入红细胞属于易化扩散。(2)水跨膜转运不一定是直接穿过脂双层：还可通过水通道蛋白进出细胞。(3)主动转运方向不一定是逆浓度梯度：有时也可以顺浓度梯度，如小肠绒毛上皮细胞吸收肠道内的葡萄糖。(4)消耗能量的物质进出细胞方式不一定是主动转运：胞吞和胞吐也消耗能量。(5)物质进出细胞不一定是跨膜转运：胞吞和胞吐不跨膜。2酶并非都是蛋白质，少数酶是RNA。酶的作用具有高效性、专一性和需要温和的作用条件等特性。3ATP中远离A的高能磷酸键易断裂，也易形成(伴随能量的释放和贮存)。生物体内ATP含量不多，但转化迅速，能保证持续供能。4植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞溶胶和线粒体，而动物产生ATP的场所是细胞溶胶和线粒体。5需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体，反应式为：C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量。厌氧呼吸的场所是细胞溶胶，反应式为：C6H12O62C2H5OH2CO2能量或C6H12O62C3H6O3能量。6光合作用的能量转变为：光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能。规律方法整合整合一质壁分离和复原实验拓展应用1判断细胞的死活(1)实验思路待测细胞分离剂(2)实验单一变量：待测细胞的生活状态。2测定细胞液浓度范围(1)实验思路：待测细胞一系列浓度梯度的分离剂细胞液浓度范围介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围之间。(2)实验单一变量：不同浓度的分离剂。3比较不同植物细胞的细胞液浓度(1)实验思路：不同植物细胞同一浓度的分离剂刚发生质壁分离所需时间比较判断质壁分离速度或细胞液浓度(发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小)。(2)实验单一变量：不同植物细胞。4比较未知浓度溶液的浓度大小(1)实验思路：同一植物的成熟细胞未知浓度的溶液刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。(2)实验单一变量：未知浓度的溶液。5验证原生质层和细胞壁伸缩性大小(1)实验思路：成熟植物细胞分离剂(2)实验单一变量：植物细胞原生质层和细胞壁的伸缩性差异。6鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)(1)实验思路：成熟植物细胞不同种类的溶液(2)实验单一变量：不同种类的溶液。例1为探究植物A能否移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A细胞液的浓度，实验结果如下表。为保证植物A移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓度应()浓度(mol/L)0.150.20.250.3质壁分离状态不分离刚分离显著分离显著分离A0.15 mol/L B0.2 mol/LC0.2 mol/L D0.3 mol/L整合二验证酶的作用与特性的实验方法1验证酶的催化作用实验探究对照组：反应物清水反应物不被分解。实验组：反应物等量的相应酶溶液反应物被分解。2酶的专一性实验探究此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。(1)设计思路一实验组：反应物相应酶溶液反应物被分解。对照组：另一反应物等量相同酶溶液反应物不被分解。(2)设计思路二实验组：反应物相应酶溶液反应物被分解。对照组：相同反应物等量另一种酶溶液反应物不被分解。3酶的高效性实验探究对照组：反应物无机催化剂底物分解速率。实验组：反应物等量酶溶液底物分解速率。实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速率。4酶作用的适宜条件的探究(1)最适温度的探究思路(2)最适pH的探究思路O2的产生速率例2为研究酶的特性，进行了下列实验，基本过程和结果如表所示。步骤基本过程试管A试管B加入淀粉溶液3 mL加入蔗糖溶液3 mL加入新鲜唾液1 mL1 mL37 保温15 min，加本尼迪特试剂2 mL3 mL沸水浴23 min，观察红黄色沉淀无红黄色沉淀据此实验分析，下列叙述错误的是()A实验的自变量是底物B检测指标是颜色的变化C酶的作用具有高效性D37 是该酶作用的适宜温度整合三分析当光照与CO2浓度发生骤变时，三碳酸分子、RuBP、NADPH和ATP的变化(加试)条件三碳酸分子RuBPNADPH和ATPC6H12O6合成量模型分析光强度由强到弱，CO2供应不变增加减少减少减少光强度由弱到强，CO2供应不变减少增加增加增加光照不变，CO2量由充足到不足减少增加增加减少光照不变，CO2量由不足到充足增加减少减少增加例3在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片碳反应中三碳酸和RuBP微摩尔浓度的变化趋势如图。请据图回答问题：(1)图中物质A是_(三碳酸、RuBP)。(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是_，将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是_。(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，碳反应中三碳酸和RuBP浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的_(填“低”或“高”)。(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光强度比CO2浓度为1%时的_(填“高”或“低”)，其原因是_。整合四光合速率与呼吸速率的计算(加试)1绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。2绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。3真正光合速率净光合速率呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：(1)光合作用产生的O2量实测的O2释放量细胞呼吸消耗的O2量。(2)光合作用固定的CO2量实测的CO2吸收量细胞呼吸释放的CO2量。(3)光合作用产生的葡萄糖量葡萄糖的积累量(增重部分)细胞呼吸消耗的葡萄糖量。例4植物的光合作用受CO2浓度、温度与光强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合速率。下列有关说法不正确的是()A在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体B该植物叶片的呼吸速率是5 mg CO2/(100 cm2叶小时)C在一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光强度条件下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45 mgD已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 和30 。若将温度提高到30 的条件下(原光强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移，c点将下移整合五光合速率与呼吸速率的测定装置(加试)1装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时，NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。2测定原理(1)甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。(2)乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。(3)真正光合速率净光合速率呼吸速率。例5用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m 处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。有关分析合理的是()透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙4.9 mg5.6 mg3.8 mgA.丙瓶中浮游植物的细胞产生H的场所是线粒体内膜B在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mgC在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低D在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1 mg热点考题集训1用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是()A将装片在酒精灯上加热后，再观察质壁分离现象B在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂C用不同浓度的KNO3溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象D当质壁分离不能复原时，细胞仍具有正常生理功能2下表是其他条件均为最适情况下探究乳糖酶催化乳糖水解的相关实验结果，以下分析正确的是()实验一(乳糖浓度为10%)实验二(酶浓度为2%)酶浓度相对反应速率乳糖浓度相对反应速率00001%255%252%5010%504%10020%655%20030%65A.实验一若继续增加酶浓度，相对反应速率不再增大B实验二若继续增加乳糖浓度，相对反应速率会增大C实验二若将反应温度提高5 ，相对反应速率将增大D实验一的自变量是酶浓度，实验二的自变量是乳糖浓度3下列有关人体细胞需氧呼吸电子传递链的叙述正确的是()A不产生CO2B在线粒体外膜上进行C不产生ATP D不消耗O24陆生植物不能长期忍受厌氧呼吸，这是因为()产生的乙醇对细胞有毒害作用产生的乳酸对细胞有毒害作用没有专门的厌氧呼吸结构产生的能量太少A B C D5(加试)人体需氧呼吸和厌氧呼吸的相同之处是()都有葡萄糖分解成丙酮酸的阶段所需的酶基本相同都是氧化分解有机物，释放能量的过程都产生CO2都产生了HABCD6下列关于叶绿体中的色素叙述，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7科学家提取植物细胞中的叶绿体，用高速离心法打破叶绿体膜后，分离出类囊体和基质，在不同条件下进行实验(如下表所示)，用来研究光合作用过程，下列选项中对各试管得到的产物情况判断正确的是()试管叶绿体结构光照C18O2ATP、NADPHRuBP甲类囊体乙基质丙基质丁基质和类囊体注：表中的“”表示“添加”，“”表示“不添加”。A甲试管可得到18O2B乙试管可得到三碳酸C丙试管可得到葡萄糖和淀粉D丁试管可得到蔗糖8如图装置可用于研究萌发的小麦种子呼吸方式及其产物(呼吸底物都为糖类)，有关分析错误的是()A装置甲可用于探究细胞呼吸是否产生热量B装置乙有色液滴不移动，说明种子萌发只进行需氧呼吸C装置丙可根据澄清石灰水是否变浑浊探究酵母菌的细胞呼吸方式D3个装置中的种子都必须进行消毒处理，并设置对照实验9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：在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH为5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度的缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1 mL。向各试管中分别加入等量适宜浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。将5支试管放入70 恒温水浴中，保温时间相同且合适。取出各试管，分别加入本尼迪特试剂2 mL，摇匀。观察各试管溶液的颜色，通过颜色的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)_。10图甲表示光强度对光合作用强度的影响，图乙表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO2浓度的变化。请据图回答下列问题：(1)图甲中B点的生理状况与图乙中_时相同，此时细胞中产生ATP的部位是_。(2)图乙中，植物开始进行光合作用的时间为_，植物的光合作用强度大于细胞呼吸强度的时间段为_。(3)如图为探究光合作用速率的装置，实验开始时，针筒的读数是0.2 mL，水滴位置在X处，恒温30 min后，将针筒容量调到0.6 mL处，水滴的位置恢复到X处。若以氧气释放量表示光合作用速率，则植物光合作用的速率是_mL/h，该数值比实际光合作用速率低，原因是_。答案精析知识系统构建蛋白质专一性丙酮酸CO2规律方法整合例1A当植物细胞液浓度小于土壤溶液浓度时，细胞会失水发生质壁分离，植物不能正常生存。由表中信息可知，该植物细胞液的浓度介于0.15 mol/L和0.2 mol/L之间。因此，为保证植物移植后能正常生存，甲地土壤溶液的浓度应0.15 mol/L。例2C对试管A、B唯一的不同操作即加入的底物不同，故自变量是底物，A项正确；实验根据溶液是否产生红黄色沉淀作为检测指标，来判断唾液是否将底物水解产生还原糖，B项正确；酶的作用具有高效性，但据本实验无法得出这一结论，C项错误；唾液中的酶发挥作用的适宜温度是37 ，实验设置在此温度下进行，有利于发挥酶的活性，使反应更加顺利地进行，D项正确。例3(1)三碳酸(2)碳反应速率在该环境中已达到稳定，即三碳酸和RuBP的含量稳定，根据碳反应的特点，此时三碳酸的分子数是RuBP的2倍当CO2浓度突然降低时，RuBP的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致RuBP积累(3)高(4)低CO2浓度低时，碳反应的强度低，所需的ATP和NADPH少解析(1)CO2浓度降低时，三碳酸产生减少而消耗继续，故三碳酸的浓度降低，所以物质A代表的是三碳酸。(2)在正常情况下，1 mol CO2与1 mol RuBP结合形成2 mol 三碳酸，即三碳酸的浓度是RuBP浓度的2倍。CO2浓度迅速下降到0.003%后，RuBP的产生量不变而消耗量减少，故RuBP的浓度升高。(3)CO2浓度继续处于0.003%时，因光反应产物NADPH和ATP的积累而抑制光反应过程，从而引起碳反应中RuBP的浓度又逐渐降低，而三碳酸的浓度逐渐升高，在达到相对稳定时，三碳酸的浓度仍是RuBP浓度的2倍。(4)CO2浓度较低时，碳反应减弱，需要的NADPH和ATP量减少，故CO2浓度为0.003%时，在较低的光强度时就能达到最大光合速率。例4A由题图可知，在a点该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，所以在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞溶胶和线粒体。将该植物叶片置于c点所示光强度条件下11小时，每100 cm2叶片CO2的净吸收量为1011110(mg)；其余时间置于黑暗中，每100 cm2叶片CO2的释放量为51365(mg)，故每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为1106545(mg)。若将温度升高到30 ，则细胞呼吸强度会增大，光合作用强度会减小，故b点将右移，c点将下移。例5B本实验中氧气含量甲瓶丙瓶即4.93.81.1(mg)，可表示一昼夜丙瓶中生物细胞呼吸量，乙瓶甲瓶即5.64.90.7(mg)，可表示一昼夜乙瓶中生物净产生的氧气量，因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量1.1 mg0.7 mg1.8 mg，B正确、D错误；丙瓶中浮游植物的细胞产生H的场所有细胞溶胶、线粒体基质，A错误；一昼夜后，乙瓶水样中的CO2含量下降，因此其pH上升，而丙瓶中只进行细胞呼吸，CO2含量上升，pH下降，乙瓶水样的pH比丙瓶的高，C错误。热点考题集训1B实验过程中不能对装片加热，A错。当KNO3溶液浓度过高时，导致洋葱鳞片叶表皮细胞过度失水而死亡，死亡细胞不能发生质壁分离复原，失去一切正常生理功能，C、D错。由于细胞壁的保护作用，植物细胞不会因吸水而胀破，B对。2D在底物足够多的情况下，酶促反应速率会随酶浓度增加而加快；当所有的酶都参与反应时，反应速率将达到最大值，不会再随底物的增多而发生变化；本实验结果是在其他条件均为最适情况下获得的，故提高温度，反应速率会下降。3A电子传递链即需氧呼吸第三阶段，24H6O212H2OATP(大量)，在线粒体内膜上进行。4B长期进行厌氧呼吸，一是产生的能量太少，二是产生的乙醇对细胞有毒害作用。5A人体细胞厌氧呼吸中乳酸发酵不产生CO2，故错，厌氧呼吸和需氧呼吸所用的酶不同，因为是不同的反应，故错。6BMg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反应速度；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。7B光合作用中氧气来自水，A项错误；乙试管有叶绿体基质无光照，但有碳反应需要的RuBP、二氧化碳和ATP、NADPH，二氧化碳被RuBP固定形成三碳酸，B项正确；碳反应不需要光照，但没有NADPH和ATP，三碳酸不能被还原成糖类，C项错误；细胞中蔗糖是在叶绿体外产生的，D项错误。8C装置甲中含有温度计，可用于探究呼吸作用是否产生热量，A正确；装置乙中，若有色液滴不移动，说明气体的量没有变化，说明种子萌发只进行需氧呼吸，B项正确；装置丙中澄清石灰水可检测二氧化碳，因此该装置可用于探究萌发种子的呼吸作用是否产生CO2，因酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸均产生二氧化碳，因此不能根据澄清石灰水是否变浑浊来探究酵母菌的细胞呼吸方式，C项错误；微生物也会进行呼吸作用，所以三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验，D项正确。9(1)中70 应改为37 。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37 左右(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在热水浴中一段时间。因为在高温条件下本尼迪特试剂才能与还原糖反应显色解析(1)唾液淀粉酶的最适温度是37 左右，70 时酶会变性失活。(2)加入本尼迪特试剂后，需要热水浴加热才能看到红黄色沉淀。10(1)6：00和18：00细胞溶胶、线粒体、叶绿体类囊体膜(2)6：00之前6：0018：00(3)0.8植物同时进行呼吸作用，消耗氧气13