全国通用版2018-2019版高中生物第五章细胞的能量供应和利用章末总结学案新人教版必修1 .doc

第五章 细胞的能量供应和利用章末总结1酶并非都是蛋白质，少数酶是RNA；酶具有催化作用，其原理是降低化学反应的活化能。2酶的作用具有高效性、专一性和作用条件温和等特性。3ATP中远离A的高能磷酸键易断裂，也易形成(伴随能量的释放和储存)。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、细胞质基质和线粒体，而动物产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。光合作用的光反应产生的ATP只用于暗反应中C3的还原，而细胞呼吸产生的ATP用于除C3还原之外的各项生命活动。5有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，反应式为：C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量。无氧呼吸的场所是细胞质基质，反应式为：C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量或C6H12O62C3H6O3少量能量。6光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜，产物是O2、H和ATP。暗反应的场所是叶绿体基质，产物是有机物和ADP、Pi。7光合作用中的物质转变为：14CO214C3(14CH2O)；H218O18O2。8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。一、生物细胞呼吸方式的判断1根据生物的类型判断：原核生物无线粒体，大多进行无氧呼吸产生乳酸(如乳酸菌)或者酒精和二氧化碳，但也有些原核生物进行有氧呼吸，如醋酸杆菌、蓝藻等。高等动物无氧呼吸都是产生乳酸的，高等植物绝大部分无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，也有产生乳酸的，如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚(可记忆为“马吃甜玉米”)等。2根据反应物、产物的类型判断(1)消耗O2有氧呼吸，但无法确定是否同时进行了无氧呼吸。(2)有H2O生成有氧呼吸，但无法确定是否同时进行了无氧呼吸。(3)无CO2产生产生乳酸的无氧呼吸。(4)有CO2生成CO2产生量O2消耗量有氧呼吸。CO2产生量O2消耗量有氧呼吸与无氧呼吸并存。只生成CO2不消耗O2产生酒精的无氧呼吸。(5)有酒精产生酒精量CO2量只进行产生酒精的无氧呼吸。酒精量小于CO2量既进行有氧呼吸，又进行产生酒精的无氧呼吸，多余的CO2来自有氧呼吸。(6)有乳酸产生产生乳酸不产生CO2只进行产生乳酸的无氧呼吸。同时产生乳酸和CO2进行产生乳酸的无氧呼吸和有氧呼吸。例1将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1 h后测定O2的吸收量和CO2的释放量，如表所示：O2浓度01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收量/mol00.10.20.30.40.50.60.70.80.8CO2释放量/mol10.80.60.50.40.50.60.70.80.8下列有关叙述中正确的是()A苹果果肉细胞在O2浓度为03%和525%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸B储藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件CO2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多D苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳答案B解析只要氧气的吸收量不为0，就说明进行了有氧呼吸，故O2浓度为1%3%时既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，A项错误；O2浓度超过20%时，随O2浓度的增大，有氧呼吸不再增强，C项错误；苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生酒精和二氧化碳，D项错误；O2浓度为5%时，CO2释放量最少，说明细胞呼吸最弱，有机物消耗最少，有利于储藏苹果，B项正确。二、分析当光照与CO2浓度发生骤变时，C3、C5、H和ATP的变化条件C3C5H 和ATP(CH2O) 合成量模型分析光照强度由强到弱，CO2供应不变增加减少减少减少光照强度由弱到强，CO2供应不变减少增加增加增加CO2量由充足到不足，光照不变减少增加增加减少CO2量由不足到充足，光照不变增加减少减少增加例2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，其叶片暗反应中C3和C5化合物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_(填“C3”或“C5”)。(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，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，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照强度比CO2浓度为1%时的_(填“高”或“低”)，其原因是_。答案(1)C3(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率减慢，导致C5积累(3)高(4)低CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需的ATP和H少解析(1)CO2浓度降低时，C3产生减少而消耗继续，故C3的浓度降低，所以物质A代表的是C3。(2)在正常情况下，1 mol CO2与1 mol C5结合形成2 mol C3，即C3的浓度是C5浓度的2倍。CO2浓度迅速下降到0.003%后，C5的产生量不变而消耗量减少，故C5的浓度升高。(3)CO2浓度继续处于0.003%时，因光反应产物H和ATP的积累而抑制光反应过程，从而引起暗反应中C5的浓度又逐渐降低，而C3的浓度逐渐升高，在达到相对稳定时，C3的浓度仍是C5浓度的2倍。(4)CO2浓度较低时，暗反应强度较弱，需要的H和ATP量减少，故CO2浓度为0.003%时，在较低的光照强度时就能达到最大光合速率。三、光合速率与呼吸速率的计算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3植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。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作用速率。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点所示光照强度条件下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(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移，c点将下移答案A解析由题图可知，在a点所示条件下，该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，所以在a点该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体；将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下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。四、光合速率与呼吸速率的测定装置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4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答案B解析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产生的净氧气量，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项正确，D项错误；丙瓶中浮游植物的细胞产生H的场所有细胞质基质、线粒体基质，A项错误；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项错误。1光合作用过程中，水的分解及C3形成糖类所需要的能量()A分别来自细胞呼吸产生的ATP和光能B都来自细胞呼吸产生的ATPC分别来自光能和光反应产生的ATPD都来自光反应产生的ATP答案C解析水的光解利用的能量来自光能，C3的还原过程需要的能量来自光反应产生的ATP。2陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为()产生的酒精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无氧呼吸结构产生的能量太少A BC D答案B解析长期进行无氧呼吸，一是产生的能量太少，二是产生的酒精对细胞有毒害作用。3如图表示在不同光照强度下，某植物的氧气释放量。该植物在2 000 lx光照强度下，每小时光合作用所产生的氧气量(毫升)是()A17 B12C23 D18答案C解析实际光合作用产生的氧气量净光合作用积累量细胞呼吸消耗量17623(毫升)。4人体有氧呼吸和无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HA BC D答案A解析人体细胞无氧呼吸中乳酸发酵不产生CO2，故错误；无氧呼吸和有氧呼吸因为是不同的反应，所用的酶不同，故错误。5.图中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。比较a、b、c三点所对应的叶肉细胞中C3含量的高低是()Aabc Babbc Dabc答案A解析a与b两点的CO2浓度相同，但a点的光照强度比b点低，被还原的C3少；b与c两点的光照强度相同，但b点二氧化碳浓度高于c点，所以b点产生的C3要远高于c点。6葡萄酒酿制期间，酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程()A在无氧条件下不能进行 B只能在线粒体中进行C不需要能量的输入 D需要酶的催化答案D解析酿酒是酵母菌在无氧条件下，利用葡萄糖产生酒精的过程，存在能量的输入和生成，C项错误；酵母菌是兼性厌氧菌，其无氧呼吸过程和有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行的，A、B项错误；细胞呼吸每个阶段都需要酶的催化，ADP转化为ATP的过程也不例外，D项正确。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、H五碳化合物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乙试管可得到三碳化合物C丙试管可得到葡萄糖和淀粉D丁试管可得到蔗糖答案B解析甲试管进行的是光反应，氧气中氧元素来源于水分子而不是C18O2，所以得到的是O2，A项错误；乙试管有叶绿体基质无光照，但有暗反应需要的五碳化合物、CO2、ATP和H，故可进行暗反应，可得到三碳化合物，B项正确；丙试管中没有H和ATP，三碳化合物不能被还原成糖类，C项错误；蔗糖是在叶绿体外产生的，丁试管中无法得到蔗糖，D项错误。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有氧呼吸C装置丙可根据澄清石灰水是否变混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，并设置对照实验答案C解析装置甲中含有温度计，可用于探究细胞呼吸是否产生热量，A项正确；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有氧呼吸，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细胞呼吸是否产生CO2，因酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均产生二氧化碳，因此不能根据澄清石灰水是否变混浊探究酵母菌的细胞呼吸方式，C项错误；微生物也会进行细胞呼吸，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且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，分别加入斐林试剂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)_ _。答案(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5065 水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林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)加入斐林试剂后，需要5065 水浴加热条件下才能产生砖红色沉淀。10用高速离心机打碎小球藻细胞，获得可以进行光合作用的离体叶绿体，进行如图所示的实验。请分析回答下列问题：(1)实验A中离体的叶绿体能合成糖类，碳酸氢钠溶液所起的作用是_。若要使该实验中没有糖类产生，烧杯中液体应改为_。(2)若要使实验B中离体的叶绿体内糖类合成速度明显加快，在光照和CO2条件不变且适宜的情况下，可考虑采用_的方法。(3)若要使实验C中离体的叶绿体产生糖类，锥形瓶内至少应加入_和_。(4)科学家鲁宾和卡门利用小球藻作实验材料，用18O分别标记H2O和CO2，最终证明光合作用释放的O2来自H2O；科学家卡尔文用14C标记CO2供小球藻进行光合作用，探明了卡尔文循环途径。以上科学家在实验中共同使用了_技术。答案(1)提供CO2氢氧化钠溶液(碱液)(2)适当提高温度(3)ATPH(4)同位素示踪解析(1)植物体合成糖类是叶绿体进行了光合作用的结果，而光合作用需要CO2，碳酸氢钠溶液的作用是提供CO2；如果将碳酸氢钠溶液换成氢氧化钠溶液，因为氢氧化钠溶液可以吸收玻璃罩中的CO2，所以光合作用不能进行，没有糖类生成。(2)影响光合作用的因素有光照强度、CO2浓度、温度、矿质离子和水等，其中适当提高温度可以增强酶的活性，因为实验B的装置中只有离体的叶绿体，不用考虑细胞呼吸消耗，且实验B装置所处温度较低(10 )，所以适当提高温度可以使糖类合成速度明显加快。矿质离子虽然可以影响光合作用，但因实验材料是离体的叶绿体，没有完整的细胞结构，或实验B中本来就不缺乏矿质离子，所以添加矿质离子后不会明显改变光合速率；题图实验中实验材料置于水中，光合作用利用的水很少，所以加水也不会明显提高光合速率。(3)实验C中离体的叶绿体置于黑暗处，不能进行光反应，也就不能为暗反应提供ATP和H，所以其暗反应不能进行，如果要使实验C中产生糖类，则锥形瓶中至少应加入ATP和H。(4)上述两实验都用到了同位素示踪技术。