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1、高一生物上冊第五章單元檢測題:細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用【例1】(2019廣東6)關(guān)于蛋白酶的敘述,不正確的 A.蛋白酶是蛋白質(zhì) B.蛋白酶可以作為藥品治療某些疾病 C.蛋白酶可以水解所有的肽鍵 D.利用酶工程可以提高蛋白酶的穩(wěn)定性 【思路解析】酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的,具有催化作用的有機(jī)物,絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。蛋白酶可以水解特定的肽鍵,將蛋白質(zhì)水解為多肽,并不是可以水解所有的肽鍵;利用酶工程可以提高蛋白酶的穩(wěn)定性,固定化酶比液體的穩(wěn)定性高 【答案】C 拓展鏈接酶化學(xué)本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:酶的化學(xué)本質(zhì)還可利用酶的專一性原理進(jìn)行證明,其方法是將某一待測酶分別用蛋白酶和核糖核酸酶進(jìn)行處理,然后觀察該待
2、測酶是否還具有催化作用。 (1)證明某種酶是蛋白質(zhì): 實(shí)驗(yàn)組:待測酶液+雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)。 對照組:已知蛋白液+雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色反應(yīng)。 (2)證明某種酶是RNA: 實(shí)驗(yàn)組:待測酶液+吡羅紅染液是否呈現(xiàn)紅色。 對照組:已知RNA溶液+吡羅紅染液出現(xiàn)紅色。 類型二 酶的特性 【例2】(2019上海13)-半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖,但不能催化麥芽糖分解為葡萄糖。這表明-半乳糖苷酶的催化作用具有 A.高效性 B.專一性 C.穩(wěn)定性 D.多樣性 【思路解析】酶是具有催化作用的有機(jī)物,具有高效性、專一性,并受溫度和PH的影響。一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)是酶的專一性的概念。
3、【答案】B 拓展鏈接具有專一性的物質(zhì)小結(jié) 酶 a.每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng),酶的專一性保證細(xì)胞代謝有條不紊地進(jìn)行。 b.限制性核酸內(nèi)切酶 一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的核苷酸序列,并且只能在特定的切點(diǎn)上切割 DNA分子。 載體 物質(zhì)以主動運(yùn)輸方式通過細(xì)胞膜時需要載體,不同物質(zhì)通過細(xì)胞膜時的載體不同,載體的專一性是細(xì)胞膜選擇透過性的基礎(chǔ)。 激素 激素具有選擇性地作用于器官、腺體和細(xì)胞的特異性。激素特異性的原因在于它的靶細(xì)胞的細(xì)胞膜或胞漿內(nèi)存在著能夠與該激素發(fā)生特異性結(jié)合的受體。 tRNA tRNA的種類很多,但是,每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸,其原因在于t
4、RNA上具有反密碼子,翻譯時能夠與mRNA上的密碼子配對。 抗原(抗體) 一種抗原只能與相應(yīng)的抗體或效應(yīng)T細(xì)胞發(fā)生特異性結(jié)合。同樣,一種抗體也只能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合。 類型二 ATP的合成與作用 【例3】(2019天津6)下列有關(guān)ATP的敘述,正確的是 人長時間劇烈運(yùn)動時,骨骼肌細(xì)胞中每摩爾葡萄糖生成ATP的量與安靜時相等 若細(xì)胞內(nèi)Na+濃度偏高,為維持Na+濃度的穩(wěn)定,細(xì)胞消耗ATP的量增加 人在寒冷時,腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多,細(xì)胞產(chǎn)生ATP的量增加 人在饑餓時,細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動態(tài)平衡 A、B、C、D、 【思路解析】人長時間劇烈運(yùn)動時,骨骼肌相對缺氧,進(jìn)行無氧
5、呼吸,安靜時進(jìn)行有氧呼吸,無氧呼吸與有氧呼吸每摩爾葡萄糖生成ATP的量不同。Na+運(yùn)出細(xì)胞是主動運(yùn)輸,主動運(yùn)輸需要消耗能量,因而維持Na+濃度的穩(wěn)定,細(xì)胞消耗ATP的量增加。腎上腺素和甲狀腺激素能加強(qiáng)物質(zhì)的氧化分解,因而細(xì)胞產(chǎn)生ATP的量增加。人在饑餓時,肝糖元轉(zhuǎn)化為血糖,血糖氧化分解釋放能量,使ATP與ADP的含量達(dá)到動態(tài)平衡。 【答案】B 第2講 ATP的主要來源細(xì)胞呼吸 要點(diǎn)一、“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”的實(shí)驗(yàn)分析 1.實(shí)驗(yàn)探究過程 特別提醒實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵步驟 (1)將裝置(甲)連通橡皮球,讓空氣間斷而持續(xù)地依次通過3個錐形瓶,既保證O2的充分供應(yīng),又使進(jìn)入A瓶的空氣先經(jīng)過NaOH的錐形
6、瓶,洗除空氣中的CO2,保證第三個錐形瓶的澄清石灰水變渾濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。 (2)B瓶應(yīng)封口放置一段時間,待酵母菌將B瓶中的氧消耗完,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,確保是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水。 要點(diǎn)二、有氧呼吸和無氧呼吸的過程分析 1.有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解 2.有氧呼吸和無氧呼吸的比較 3.過程分析 (1)無氧呼吸的第二階段是第一階段產(chǎn)生的H將丙酮酸還原為C2H5OH和CO2或乳酸的過程。 (2)有氧呼吸中H2O既是反應(yīng)物,又是生成物,且H2O中的氧全部來自于O2。 (3)有氧呼吸的三個階段共同的產(chǎn)物是ATP,無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP。 特別提
7、醒 不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同,其原因在于催化反應(yīng)的酶不同。 原核生物無線粒體,有些原核生物(如硝化細(xì)菌、藍(lán)藻)仍可進(jìn)行有氧呼吸。 只能進(jìn)行無氧呼吸的真核生物(如蛔蟲).其細(xì)胞內(nèi)無線粒體。 要點(diǎn)三、相關(guān)曲線的分析及應(yīng)用 1.ATP產(chǎn)生速率與O2供給量之間的關(guān)系 (1)A點(diǎn)表示在無氧條件下,細(xì)胞可進(jìn)行無氧呼吸分解有機(jī)物,產(chǎn)生少量ATP。 (2)AB段表示隨O2供應(yīng)量增多,有氧呼吸明顯加強(qiáng),通過有氧呼吸分解有機(jī)物釋放的能量增多,ATP的產(chǎn)生速率隨之增加。 (3)BC段表示O2供應(yīng)量超過一定范圍后,ATP的產(chǎn)生速率不再加快,此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。 2.酵母菌細(xì)胞呼吸類型的判斷 (1
8、)若只產(chǎn)生CO2,不消耗O2,則只進(jìn)行無氧呼吸(圖中A點(diǎn))。 (2)若產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量比吸收O2的物質(zhì)的量多,則兩種呼吸同時存在(圖中AC段)。 (3)若產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量與吸收O2的物質(zhì)的量相等,則只進(jìn)行有氧呼吸(圖中C點(diǎn)以后)。 (4)B點(diǎn)表示無氧呼吸與有氧呼吸速率相等(用CO2釋放量表示),此時CO2的總釋放量最低。D點(diǎn)表示O2濃度超過一定值(10%)以上時,無氧呼吸消失,細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸。 3.影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素及其在實(shí)踐中的應(yīng)用 (1)呼吸速率與溫度的關(guān)系(如圖) 最適溫度時,細(xì)胞呼吸最強(qiáng),超過最適溫度呼吸酶活性降低,甚至變性失活,細(xì)胞呼吸受抑制;低于最適溫度酶活性下降,
9、細(xì)胞呼吸受抑制。 生產(chǎn)上常利用這一原理在低溫下貯存蔬菜、水果,在大棚蔬菜的栽培過程中,夜間適當(dāng)降,降低細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物的消耗,提高產(chǎn)量。 (2)呼吸速率與O2濃度的關(guān)系(如圖) O2濃度低時,無氧呼吸占優(yōu)勢;隨O2濃度增大,無氧呼吸逐漸被抑制.有氧呼吸不斷加強(qiáng);但當(dāng)O2濃度達(dá)到一定值后,隨O2濃度增大,有氧呼吸不再加強(qiáng)(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)。 生產(chǎn)上常利用適當(dāng)降低氧氣濃度等能夠抑制細(xì)胞呼吸、減少有機(jī)物消耗的原理來延長蔬菜、水果的保鮮時間,中耕松土增加根的有氧呼吸;在醫(yī)療上選用透氣的消毒紗布或松軟的“創(chuàng)可貼”包扎傷口,可抑制厭氧病原菌的繁殖。 (3)呼吸速率與含水量的關(guān)系(如圖) 在一
10、定范圍內(nèi),細(xì)胞呼吸速率隨含水量的增加而加快,隨含水量的減少而減慢。 在作物種子儲藏時,將種子風(fēng)干,以減弱細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物的消耗。 特別提醒 種子、蔬菜和水果在儲藏時都應(yīng)在低溫、低氧條件下,不同的是種子還應(yīng)保持干燥,而蔬菜和水果應(yīng)保持一定濕度。低溫以不破壞植物組織為標(biāo)準(zhǔn),一般為零上低溫。 不同種類的植物呼吸速率不同;同一植物的不同器官呼吸速率不同;同一植物不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同。 【精典考題例析】 類型一 無氧呼吸 【例1】(2019廣東理科基礎(chǔ),40)下列過程存在無氧呼吸的是 A.植物葉片在光下放出O2 B.動物細(xì)胞內(nèi)的糖分解為H2O和CO2 C.酵母細(xì)胞不產(chǎn)酒精的呼吸過程 D.蘋
11、果貯藏期間果肉積累酒精 【思路解析】動植物在有氧氣存在的條件下進(jìn)行有氧呼吸,將葡萄糖徹底分解為H2O和CO2,在無氧條件下一些細(xì)胞可進(jìn)行無氧呼吸,生成乳酸或酒精,如蘋果貯藏期間果肉積累酒精就是無氧呼吸的結(jié)果,酵母菌是兼性厭氧型微生物,其無氧呼吸會產(chǎn)生酒精。 【答案】D 規(guī)律方法細(xì)胞呼吸方式的判斷: 在以C6H12O6為呼吸底物的情況下,CO2的釋放量和O2的消耗量是判斷細(xì)胞呼吸方式的重要依據(jù),方法如下: (1)無CO2釋放時,細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸,此種情況下,容器內(nèi)氣體體積不發(fā)生變化,如馬鈴薯塊莖的無氧呼吸。 (2)不消耗O2,但產(chǎn)生CO2時,細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸。此種情況下,
12、容器內(nèi)氣體體積可增大,如酵母菌的無氧呼吸。 (3)當(dāng)CO2釋放量等于O2的消耗量時,細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸。此種情況下,容器內(nèi)氣體體積不變化,但若將CO2吸收,可引起氣體體積減小。 (4)當(dāng)CO2釋放量大于O2的消耗量時,細(xì)胞同時進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸和有氧呼吸兩種方式的細(xì)胞呼吸,如酵母菌在不同O2濃度下的細(xì)胞呼吸。此種情況下,判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢,可進(jìn)行如下分析(VCO2代表CO2釋放量,VO2代表O2的消耗量) 若VCO2/VO2=4/3,有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等; 若VCO2/VO2>4/3,無氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸; 若VCO2/VO2<4/3,有氧呼
13、吸消耗葡萄糖速率大于無氧呼吸。 類型二 呼吸作用的相關(guān)計算 【例2】(2019?上海,12)1個葡萄糖分子有氧呼吸釋放能量為m,其中40%用于ADP轉(zhuǎn)化為ATP,若1個高能磷酸鍵所含能量為n,則1個葡萄糖分子在有氧呼吸中產(chǎn)生ATP分子數(shù)為() A.2n/5m B.2m/5n C.n/5m D.m/5n 【思路解析】 由于ADP轉(zhuǎn)化形成ATP時,僅形成一個高能磷酸鍵,所以有一分子的葡萄糖轉(zhuǎn)化為ATP的分子數(shù)為m/n,由于只有40%能量能夠發(fā)生轉(zhuǎn)化,故再乘以2/5。此題出現(xiàn)錯誤的原因之一是由于部分同學(xué)對ADP形成ATP時只形成一個高能磷酸鍵沒有理解。 【答案】B 拓展鏈接有氧呼吸時1mol葡萄糖徹
14、底氧化分解釋放出2870KJ的能量,有1161KJ的能量儲存在ATP中。由此可見,有氧呼吸釋放出的能量多,所以有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式。無氧呼吸不管生成酒精和二氧化碳,還是轉(zhuǎn)化為乳酸,都只在第一階段釋放出少量的能量,生成少量ATP,而葡萄糖分子中大部分能量則存留在酒精或乳酸中。以乳酸為例,1mol葡萄糖在分解成乳酸后,只釋放出196.65KJ的能量,其中只有61.08KJ的能量儲存在ATP中。 類型三 影響細(xì)胞呼吸的因素分析 【例3】下圖表示大氣中氧的濃度對植物組織內(nèi)產(chǎn)生CO2的影響,試根據(jù)圖完成問題: (1)A點(diǎn)表示植物組織釋放的CO2較多,這些是_的產(chǎn)物。 (2)由A到B,CO2的釋放
15、量急劇減少,其原因是_ (3)由B到C,CO2的釋放量又不斷增加,其主要原因是_。 (4)為了有利于貯藏蔬菜或水果,貯藏室內(nèi)的氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到圖中的_點(diǎn)所對應(yīng)的濃度。采取這一措施的理由是_。 【思路解析】:此題主要考查氧氣濃度對呼吸作用的影響,關(guān)鍵在于抓住A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)二氧化碳釋放的相對值與大氣中氧濃度的關(guān)系。由AB隨氧濃度增大,呼吸作用減弱.而由BC呼吸作用隨氧濃度增大又逐漸增強(qiáng),至最高峰,這就說明了由AB無氧呼吸由于氧濃度的增大被抑制,當(dāng)超過B點(diǎn)所對應(yīng)的氧濃度時,植物進(jìn)行的主要是有氧呼吸。 【答案】:(1)無氧呼吸 (2)氧氣增加,無氧呼吸受到抑制 (3)有氧呼吸加強(qiáng),CO2釋放增多 (4)
16、B 此時植物組織呼吸最弱,有機(jī)物分解量最少 第3講 能量之源光與光合作用 要點(diǎn)一、對“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)解讀 1.實(shí)驗(yàn)原理: 利用色素溶于有機(jī)溶劑而不溶于水的性質(zhì),可以用無水乙醇等有機(jī)溶劑提取綠葉中的色素。 利用各種色素在層析液中溶解度不同,隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同的原理可以使各種色素相互分離,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快,反之則慢。 2.實(shí)驗(yàn)過程: 觀察結(jié)果:濾紙條上色素帶有四條,分別是(由上到下)橙黃色的胡蘿卜素,黃色的葉黃素,藍(lán)綠色的葉綠素a,黃綠色的葉綠素b。如圖: 3.實(shí)驗(yàn)中幾種化學(xué)試劑的作用: 無水乙醇用于提取綠葉中的色素; 層析液用于分離綠葉中的色素; SiO
17、2可增加杵棒與研缽間的摩擦力,破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),使研磨充分;. 碳酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞。 4.注意的問題: 剪取干燥的定性濾紙,雙手盡量不要接觸紙面,手要干凈、干燥(可以套上塑料袋),以免污染濾紙。 加入的SiO2和CaCO3一定要少,否則濾液混濁,雜質(zhì)多,顏色淺,實(shí)驗(yàn)效果差。 根據(jù)試管的長度制備濾紙條,讓濾紙條長度高出試管約1 cm,高出部分做直角彎折。 畫濾液細(xì)線時,用力要均勻,速度要適中。 特別提醒色素提取液呈淡綠色的原因:研磨不充分,色素未能充分提取出來。 稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多,色素溶液濃度小。未加碳酸鈣或加入過少,色素分子部分被破壞。 要點(diǎn)二、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能及色素
18、的種類和作用的理解新課 標(biāo)第 一網(wǎng) 1.葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能 (1)結(jié)構(gòu)(如下圖所示) 雙層膜:分內(nèi)、外膜,包圍著幾個到幾十個綠色基粒等細(xì)微結(jié)構(gòu)。 基粒:每個基粒由許多圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成,這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類囊體,色素就分布在類囊體的薄膜上。 基質(zhì):在基粒和基粒之間充滿基質(zhì),含有與光合作用有關(guān)的酶。 (2)功能:葉綠體內(nèi)的基粒和類囊體擴(kuò)展了其受光面積,含有許多吸收光能的色素分子和光合作用所必需的酶,因此葉綠體是高等植物進(jìn)行光合作用的場所。 2.葉綠體中的色素種類及作用 (1)色素的種類和作用 (2)色素與吸收光譜 (3)不同顏色溫室大棚的光合效率 無色透明大棚日光中各色光均能透過,有色大棚主
19、要透過同色光,其他光被其吸收,所以用無色透明的大棚光合效率最高。 葉綠素對綠光吸收最少,因此綠色塑料大棚光合效率最低。 特別提醒影響葉綠素合成的因素 (1)光照:光是影響葉綠素合成的主要條件,一般植物在黑暗中不能合成葉綠素,因而葉片發(fā)黃。 (2)溫度:溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)的酶的活性,進(jìn)而影響葉綠素的合成。低溫時,葉綠素分子易被破壞,而使葉子變黃。 (3)必需元素:葉綠素中含N、Mg等必需元素,缺乏N、Mg將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成,葉變黃。另外,F(xiàn)e是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分,缺Fe也將導(dǎo)致葉綠素合成受阻,葉變黃。 特別提醒將葉綠體長時間置于暗處,葉綠體則轉(zhuǎn)變成不含色素的白色體或只有類
20、胡蘿卜素的有色體,但光照后叉可恢復(fù)為具有葉綠素的葉綠體?;Vg還有基粒類囊體與基粒的類囊體相連,從而使各類囊體的腔彼此相通。與光反應(yīng)有關(guān)的色素和酶都分布在類囊體的膜上;與暗反應(yīng)有關(guān)的酶則分布在基質(zhì)上;葉綠體還含有少量的DNA、RNA。 3.正確分析光合作用的探究歷程中的幾個重要實(shí)驗(yàn) 1.普利斯特利的實(shí)驗(yàn): (1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象: (2)結(jié)論:植物可以更新空氣 (3)實(shí)驗(yàn)分析: 由于缺少空白對照,實(shí)驗(yàn)結(jié)果說服力不強(qiáng),應(yīng)將點(diǎn)燃的蠟燭和小鼠分別單獨(dú)置于玻璃罩內(nèi),作為空白對照。 沒有認(rèn)識到光在植物更新空氣中的作用,而將空氣的更新歸因于植物的生長。 限于當(dāng)時科學(xué)發(fā)展水平的限制,沒有明確植物更新氣體的成
21、分。 2.薩克斯的實(shí)驗(yàn): (1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象: (2)結(jié)論:綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生淀粉。 (3)實(shí)驗(yàn)分析: 設(shè)置了自身對照,自變量為光照,因變量是顏色變化。 實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是饑餓處理,以使葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉,增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的說服力。 本實(shí)驗(yàn)除了證明光合作用的產(chǎn)物有淀粉外,還證明光是光合作用的必要條件。 3.魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn): (1)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)論: 過程:H218O+C02植物1802 C18O2+H20植物02 結(jié)論:光合作用釋放的氧氣全部來自于水的分解。 (2)實(shí)驗(yàn)分析:設(shè)置了對照實(shí)驗(yàn),自變量是標(biāo)記物質(zhì)(H218O和C18O2),因變量是O2的放射性. 特別提醒科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的關(guān)系:通過
22、這幾個實(shí)驗(yàn)可以看出,光合作用的研究發(fā)展與物理學(xué)和化學(xué)的研究進(jìn)展密切相關(guān),同時科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也推動了生物科學(xué)研究的發(fā)展。 要點(diǎn)四、對光合作用的過程的理解 光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物,并且釋放出氧的過程。用反應(yīng)式概括為:CO2+H2O (CH2O)+O2。其實(shí)光合作用的過程十分復(fù)雜,人們根據(jù)是否需要光能,把它分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段。具體過程用圖解來表示: 1.光反應(yīng)和暗反應(yīng)具有明顯的區(qū)別和聯(lián)系,如下表: 注:本表中“物質(zhì)轉(zhuǎn)化”中的序號與上圖中的序號一致 特別提醒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 2
23、.光合作用過程中的能量轉(zhuǎn)換過程 要點(diǎn)五、影響光合作用的環(huán)境因素分析及其應(yīng)用 1.光合作用強(qiáng)度表示方法 單位時間內(nèi)光合作用產(chǎn)生糖的數(shù)量 單位時間內(nèi)光合作用吸收CO2的量 單位時間內(nèi)光合作用放出O2的量 注意:最容易檢測的是。 2.環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響及應(yīng)用 (1)光照強(qiáng)度 曲線分析 A點(diǎn)光照強(qiáng)度為O,此時只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,釋放的CO2量可表示此時細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。 AB段:隨光照強(qiáng)度增強(qiáng),光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng),CO2釋放量逐漸減少,這是因?yàn)榧?xì)胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用,此時細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度。 B點(diǎn):細(xì)胞呼吸釋放的C02全部用于光合作用,即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度
24、(光照強(qiáng)度只有在B點(diǎn)以上時,植物才能正常生長),B點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。 BC段:表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng),光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng),到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了,C點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。 應(yīng)用:陰生植物的B點(diǎn)前移,C點(diǎn)較低,如圖中虛線所示,間作套種農(nóng)作物的種類搭配,林帶樹種的配置,可合理利用光能;適當(dāng)提高光照強(qiáng)度可增加大棚作物產(chǎn)量。 (2)CO2 濃度 曲線分析:圖l和圖2都表示在一定范圍內(nèi),光合作用速率隨CO2濃度的增加而增大,但當(dāng)CO2濃度增加到一定范圍后,光合作用速率不再增加。 圖1中A點(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時的CO2濃度,即CO2補(bǔ)償點(diǎn);圖2中的A點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需C
25、O2的最低濃度。 圖1和圖2中的B和B點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn)。 應(yīng)用:在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行,通其風(fēng)”,增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度,提高光能利用率。 (3)溫度 曲線分析:溫度主要是通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率。 應(yīng)用:冬天,溫室栽培可適當(dāng)提高溫度,溫室栽培也可適當(dāng)降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度,以提高光合作用;晚上適當(dāng)降低溫室溫度,以降低細(xì)胞呼吸,保證植物有機(jī)物的積累。 (4)必需元素供應(yīng) 曲線分析:在一定濃度范圍內(nèi),增大必需元素的供應(yīng),可提高光合作用速率,但當(dāng)超過一定濃度后,會因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物滲透失水而萎蔫。 應(yīng)用:根據(jù)作物的需肥規(guī)律,適時、適量地增
26、施肥料,可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。 (5)水分 影響:水是光合作用的原料,缺水既可直接影響光合作用,又會導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉,限制CO2進(jìn)入葉片,從而間接影響光合作用。 應(yīng)用:根據(jù)作物的需水規(guī)律合理灌溉。 自主探究3將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室,調(diào)節(jié)小室CO2濃度,在適宜光照強(qiáng)度下測定葉片光合作用的強(qiáng)度(以CO2吸收速率表示),測定結(jié)果如圖。下列相關(guān)敘述,正確的是( ) A.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低,a點(diǎn)左移,b點(diǎn)左移 B.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低,a點(diǎn)左移,b點(diǎn)右移 C.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增加,a點(diǎn)右移,b點(diǎn)右移 D.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增加,a點(diǎn)左移,b點(diǎn)右移 【答案與解析】D 假定光照強(qiáng)度降低,要達(dá)到點(diǎn)a
27、,則需要濃度更高的二氧化碳,a點(diǎn)應(yīng)右移;假定光照強(qiáng)度升高,二氧化碳利用率升高,要達(dá)到點(diǎn)a,在二氧化碳濃度低一些的時候即可達(dá)到,a點(diǎn)應(yīng)左移。另外,光照強(qiáng)度升高.則需要更高濃度的CO2才能達(dá)到最大光合作用強(qiáng)度,b點(diǎn)應(yīng)右移。 特別提醒 葉齡與光合效率之間的關(guān)系:如圖隨幼葉的生長,葉面積不斷增大,葉內(nèi)葉綠體不斷增加,光合作用速率不斷增加;壯葉的葉面積、葉綠體和葉綠素都處于穩(wěn)定狀態(tài),光合速率也基本穩(wěn)定;隨著葉齡的增加,葉內(nèi)的葉綠素被破壞,光合速率隨之下降。 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要通過延長光照時間,增加光照面積和增強(qiáng)光合作用效率等途徑提高光能利用率,如輪作、套種和間作等,合理密植。設(shè)法滿足光合作用的各種環(huán)境因素,
28、如利用大棚適當(dāng)增加光照強(qiáng)度,提高CO2濃度和溫度,來提高光合作用效率。 要點(diǎn)六、光合作用與細(xì)胞呼吸的區(qū)別和聯(lián)系 1.光合作用與細(xì)胞呼吸的區(qū)別: 2.聯(lián)系: 物質(zhì)方面 能量方面 總之,光合作用與細(xì)胞呼吸既有區(qū)別又相互聯(lián)系,是相輔相成的。 特別提醒光合作用與細(xì)胞呼吸的計算 植物進(jìn)行光合作用吸收CO2的同時,還進(jìn)行呼吸作用釋放CO2,而呼吸作用釋放的部分或全部CO2未出植物體又被光合作用利用,這時在光照下測定的CO2的吸收量稱為表觀光合速率或凈光合速率。表觀光合速率與真正光合速率的關(guān)系如圖: 在不考慮光照強(qiáng)度對呼吸速率影響的情況下,OA段代表植物呼吸速率,OD段表示植物表觀光合作用速率,OA+0D段
29、表示真正光合速率,它們的關(guān)系為:真正光合速率=表現(xiàn)光合速率+呼吸速率。 具體表達(dá)為:光合作用消耗總CO2=從外界吸收的CO2+呼吸產(chǎn)生的CO2; 光合作用產(chǎn)生的總O2=釋放到外界的O2+呼吸消耗的O2 一晝夜有機(jī)物的積累量(用CO2量表示):積累量=白天從外界吸收的CO2晚上呼吸釋放的CO2。 要點(diǎn)七、自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物以及化能合成作用的區(qū)分 【例1】(2019廣東6)關(guān)于蛋白酶的敘述,不正確的 A.蛋白酶是蛋白質(zhì) B.蛋白酶可以作為藥品治療某些疾病 C.蛋白酶可以水解所有的肽鍵 D.利用酶工程可以提高蛋白酶的穩(wěn)定性 【思路解析】酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的,具有催化作用的有機(jī)物,絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì),少
30、數(shù)是RNA。蛋白酶可以水解特定的肽鍵,將蛋白質(zhì)水解為多肽,并不是可以水解所有的肽鍵;利用酶工程可以提高蛋白酶的穩(wěn)定性,固定化酶比液體的穩(wěn)定性高 【答案】C 拓展鏈接酶化學(xué)本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:酶的化學(xué)本質(zhì)還可利用酶的專一性原理進(jìn)行證明,其方法是將某一待測酶分別用蛋白酶和核糖核酸酶進(jìn)行處理,然后觀察該待測酶是否還具有催化作用。 (1)證明某種酶是蛋白質(zhì): 實(shí)驗(yàn)組:待測酶液+雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)。 對照組:已知蛋白液+雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色反應(yīng)。 (2)證明某種酶是RNA: 實(shí)驗(yàn)組:待測酶液+吡羅紅染液是否呈現(xiàn)紅色。 對照組:已知RNA溶液+吡羅紅染液出現(xiàn)紅色。 類型二 酶的特性 【例2】(2019上
31、海13)-半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖,但不能催化麥芽糖分解為葡萄糖。這表明-半乳糖苷酶的催化作用具有 A.高效性 B.專一性 C.穩(wěn)定性 D.多樣性 【思路解析】酶是具有催化作用的有機(jī)物,具有高效性、專一性,并受溫度和PH的影響。一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)是酶的專一性的概念。 【答案】B 拓展鏈接具有專一性的物質(zhì)小結(jié) 酶 a.每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng),酶的專一性保證細(xì)胞代謝有條不紊地進(jìn)行。 b.限制性核酸內(nèi)切酶 一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的核苷酸序列,并且只能在特定的切點(diǎn)上切割 DNA分子。 載體 物質(zhì)以主動運(yùn)輸方式通過細(xì)胞膜時需要載體,不同
32、物質(zhì)通過細(xì)胞膜時的載體不同,載體的專一性是細(xì)胞膜選擇透過性的基礎(chǔ)。 激素 激素具有選擇性地作用于器官、腺體和細(xì)胞的特異性。激素特異性的原因在于它的靶細(xì)胞的細(xì)胞膜或胞漿內(nèi)存在著能夠與該激素發(fā)生特異性結(jié)合的受體。 tRNA tRNA的種類很多,但是,每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸,其原因在于tRNA上具有反密碼子,翻譯時能夠與mRNA上的密碼子配對。 抗原(抗體) 一種抗原只能與相應(yīng)的抗體或效應(yīng)T細(xì)胞發(fā)生特異性結(jié)合。同樣,一種抗體也只能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合。 類型二 ATP的合成與作用 【例3】(2019天津6)下列有關(guān)ATP的敘述,正確的是 人長時間劇烈運(yùn)動時,骨骼肌細(xì)胞中每摩爾葡萄糖
33、生成ATP的量與安靜時相等 若細(xì)胞內(nèi)Na+濃度偏高,為維持Na+濃度的穩(wěn)定,細(xì)胞消耗ATP的量增加 人在寒冷時,腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多,細(xì)胞產(chǎn)生ATP的量增加 人在饑餓時,細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動態(tài)平衡 A、B、C、D、 【思路解析】人長時間劇烈運(yùn)動時,骨骼肌相對缺氧,進(jìn)行無氧呼吸,安靜時進(jìn)行有氧呼吸,無氧呼吸與有氧呼吸每摩爾葡萄糖生成ATP的量不同。Na+運(yùn)出細(xì)胞是主動運(yùn)輸,主動運(yùn)輸需要消耗能量,因而維持Na+濃度的穩(wěn)定,細(xì)胞消耗ATP的量增加。腎上腺素和甲狀腺激素能加強(qiáng)物質(zhì)的氧化分解,因而細(xì)胞產(chǎn)生ATP的量增加。人在饑餓時,肝糖元轉(zhuǎn)化為血糖,血糖氧化分解釋放能量,使ATP
34、與ADP的含量達(dá)到動態(tài)平衡。 【答案】B 第2講 ATP的主要來源細(xì)胞呼吸 要點(diǎn)一、“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”的實(shí)驗(yàn)分析 1.實(shí)驗(yàn)探究過程 特別提醒實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵步驟 (1)將裝置(甲)連通橡皮球,讓空氣間斷而持續(xù)地依次通過3個錐形瓶,既保證O2的充分供應(yīng),又使進(jìn)入A瓶的空氣先經(jīng)過NaOH的錐形瓶,洗除空氣中的CO2,保證第三個錐形瓶的澄清石灰水變渾濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。 (2)B瓶應(yīng)封口放置一段時間,待酵母菌將B瓶中的氧消耗完,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,確保是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水。 要點(diǎn)二、有氧呼吸和無氧呼吸的過程分析 1.有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解 2
35、.有氧呼吸和無氧呼吸的比較 3.過程分析 (1)無氧呼吸的第二階段是第一階段產(chǎn)生的H將丙酮酸還原為C2H5OH和CO2或乳酸的過程。 (2)有氧呼吸中H2O既是反應(yīng)物,又是生成物,且H2O中的氧全部來自于O2。 (3)有氧呼吸的三個階段共同的產(chǎn)物是ATP,無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP。 特別提醒 不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同,其原因在于催化反應(yīng)的酶不同。 原核生物無線粒體,有些原核生物(如硝化細(xì)菌、藍(lán)藻)仍可進(jìn)行有氧呼吸。 只能進(jìn)行無氧呼吸的真核生物(如蛔蟲).其細(xì)胞內(nèi)無線粒體。 要點(diǎn)三、相關(guān)曲線的分析及應(yīng)用 1.ATP產(chǎn)生速率與O2供給量之間的關(guān)系 (1)A點(diǎn)表示在無氧條件下,細(xì)胞可進(jìn)行無氧
36、呼吸分解有機(jī)物,產(chǎn)生少量ATP。 (2)AB段表示隨O2供應(yīng)量增多,有氧呼吸明顯加強(qiáng),通過有氧呼吸分解有機(jī)物釋放的能量增多,ATP的產(chǎn)生速率隨之增加。 (3)BC段表示O2供應(yīng)量超過一定范圍后,ATP的產(chǎn)生速率不再加快,此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。 2.酵母菌細(xì)胞呼吸類型的判斷 (1)若只產(chǎn)生CO2,不消耗O2,則只進(jìn)行無氧呼吸(圖中A點(diǎn))。 (2)若產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量比吸收O2的物質(zhì)的量多,則兩種呼吸同時存在(圖中AC段)。 (3)若產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量與吸收O2的物質(zhì)的量相等,則只進(jìn)行有氧呼吸(圖中C點(diǎn)以后)。 (4)B點(diǎn)表示無氧呼吸與有氧呼吸速率相等(用CO2釋放量表示),
37、此時CO2的總釋放量最低。D點(diǎn)表示O2濃度超過一定值(10%)以上時,無氧呼吸消失,細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸。 3.影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素及其在實(shí)踐中的應(yīng)用 (1)呼吸速率與溫度的關(guān)系(如圖) 最適溫度時,細(xì)胞呼吸最強(qiáng),超過最適溫度呼吸酶活性降低,甚至變性失活,細(xì)胞呼吸受抑制;低于最適溫度酶活性下降,細(xì)胞呼吸受抑制。 生產(chǎn)上常利用這一原理在低溫下貯存蔬菜、水果,在大棚蔬菜的栽培過程中,夜間適當(dāng)降,降低細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物的消耗,提高產(chǎn)量。 (2)呼吸速率與O2濃度的關(guān)系(如圖) O2濃度低時,無氧呼吸占優(yōu)勢;隨O2濃度增大,無氧呼吸逐漸被抑制.有氧呼吸不斷加強(qiáng);但當(dāng)O2濃度達(dá)到一定值后,隨O2濃度增
38、大,有氧呼吸不再加強(qiáng)(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)。 生產(chǎn)上常利用適當(dāng)降低氧氣濃度等能夠抑制細(xì)胞呼吸、減少有機(jī)物消耗的原理來延長蔬菜、水果的保鮮時間,中耕松土增加根的有氧呼吸;在醫(yī)療上選用透氣的消毒紗布或松軟的“創(chuàng)可貼”包扎傷口,可抑制厭氧病原菌的繁殖。 (3)呼吸速率與含水量的關(guān)系(如圖) 在一定范圍內(nèi),細(xì)胞呼吸速率隨含水量的增加而加快,隨含水量的減少而減慢。 在作物種子儲藏時,將種子風(fēng)干,以減弱細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物的消耗。 特別提醒 種子、蔬菜和水果在儲藏時都應(yīng)在低溫、低氧條件下,不同的是種子還應(yīng)保持干燥,而蔬菜和水果應(yīng)保持一定濕度。低溫以不破壞植物組織為標(biāo)準(zhǔn),一般為零上低溫。 不同種類的植
39、物呼吸速率不同;同一植物的不同器官呼吸速率不同;同一植物不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同。 【精典考題例析】 類型一 無氧呼吸 【例1】(2019廣東理科基礎(chǔ),40)下列過程存在無氧呼吸的是 A.植物葉片在光下放出O2 B.動物細(xì)胞內(nèi)的糖分解為H2O和CO2 C.酵母細(xì)胞不產(chǎn)酒精的呼吸過程 D.蘋果貯藏期間果肉積累酒精 【思路解析】動植物在有氧氣存在的條件下進(jìn)行有氧呼吸,將葡萄糖徹底分解為H2O和CO2,在無氧條件下一些細(xì)胞可進(jìn)行無氧呼吸,生成乳酸或酒精,如蘋果貯藏期間果肉積累酒精就是無氧呼吸的結(jié)果,酵母菌是兼性厭氧型微生物,其無氧呼吸會產(chǎn)生酒精。 【答案】D 規(guī)律方法細(xì)胞呼吸方式的判斷: 在以
40、C6H12O6為呼吸底物的情況下,CO2的釋放量和O2的消耗量是判斷細(xì)胞呼吸方式的重要依據(jù),方法如下: (1)無CO2釋放時,細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸,此種情況下,容器內(nèi)氣體體積不發(fā)生變化,如馬鈴薯塊莖的無氧呼吸。 (2)不消耗O2,但產(chǎn)生CO2時,細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸。此種情況下,容器內(nèi)氣體體積可增大,如酵母菌的無氧呼吸。 (3)當(dāng)CO2釋放量等于O2的消耗量時,細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸。此種情況下,容器內(nèi)氣體體積不變化,但若將CO2吸收,可引起氣體體積減小。 (4)當(dāng)CO2釋放量大于O2的消耗量時,細(xì)胞同時進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸和有氧呼吸兩種方式的細(xì)胞呼吸,如酵母菌在不同O2濃度下的
41、細(xì)胞呼吸。此種情況下,判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢,可進(jìn)行如下分析(VCO2代表CO2釋放量,VO2代表O2的消耗量) 若VCO2/VO2=4/3,有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等; 若VCO2/VO2>4/3,無氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸; 若VCO2/VO2<4/3,有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于無氧呼吸。 類型二 呼吸作用的相關(guān)計算 【例2】(2019?上海,12)1個葡萄糖分子有氧呼吸釋放能量為m,其中40%用于ADP轉(zhuǎn)化為ATP,若1個高能磷酸鍵所含能量為n,則1個葡萄糖分子在有氧呼吸中產(chǎn)生ATP分子數(shù)為() A.2n/5m B.2m/5n C.n/5m D.m/5n
42、【思路解析】 由于ADP轉(zhuǎn)化形成ATP時,僅形成一個高能磷酸鍵,所以有一分子的葡萄糖轉(zhuǎn)化為ATP的分子數(shù)為m/n,由于只有40%能量能夠發(fā)生轉(zhuǎn)化,故再乘以2/5。此題出現(xiàn)錯誤的原因之一是由于部分同學(xué)對ADP形成ATP時只形成一個高能磷酸鍵沒有理解。 【答案】B 拓展鏈接有氧呼吸時1mol葡萄糖徹底氧化分解釋放出2870KJ的能量,有1161KJ的能量儲存在ATP中。由此可見,有氧呼吸釋放出的能量多,所以有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式。無氧呼吸不管生成酒精和二氧化碳,還是轉(zhuǎn)化為乳酸,都只在第一階段釋放出少量的能量,生成少量ATP,而葡萄糖分子中大部分能量則存留在酒精或乳酸中。以乳酸為例,1mol葡
43、萄糖在分解成乳酸后,只釋放出196.65KJ的能量,其中只有61.08KJ的能量儲存在ATP中。 類型三 影響細(xì)胞呼吸的因素分析 【例3】下圖表示大氣中氧的濃度對植物組織內(nèi)產(chǎn)生CO2的影響,試根據(jù)圖完成問題: (1)A點(diǎn)表示植物組織釋放的CO2較多,這些是_的產(chǎn)物。 (2)由A到B,CO2的釋放量急劇減少,其原因是_ (3)由B到C,CO2的釋放量又不斷增加,其主要原因是_。 (4)為了有利于貯藏蔬菜或水果,貯藏室內(nèi)的氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到圖中的_點(diǎn)所對應(yīng)的濃度。采取這一措施的理由是_。 【思路解析】:此題主要考查氧氣濃度對呼吸作用的影響,關(guān)鍵在于抓住A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)二氧化碳釋放的相對值與大氣中氧濃度的
44、關(guān)系。由AB隨氧濃度增大,呼吸作用減弱.而由BC呼吸作用隨氧濃度增大又逐漸增強(qiáng),至最高峰,這就說明了由AB無氧呼吸由于氧濃度的增大被抑制,當(dāng)超過B點(diǎn)所對應(yīng)的氧濃度時,植物進(jìn)行的主要是有氧呼吸。 【答案】:(1)無氧呼吸 (2)氧氣增加,無氧呼吸受到抑制 (3)有氧呼吸加強(qiáng),CO2釋放增多 (4)B 此時植物組織呼吸最弱,有機(jī)物分解量最少 第3講 能量之源光與光合作用 要點(diǎn)一、對“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)解讀 1.實(shí)驗(yàn)原理: 利用色素溶于有機(jī)溶劑而不溶于水的性質(zhì),可以用無水乙醇等有機(jī)溶劑提取綠葉中的色素。 利用各種色素在層析液中溶解度不同,隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同的原理可以使各種色素相互
45、分離,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快,反之則慢。 2.實(shí)驗(yàn)過程: 觀察結(jié)果:濾紙條上色素帶有四條,分別是(由上到下)橙黃色的胡蘿卜素,黃色的葉黃素,藍(lán)綠色的葉綠素a,黃綠色的葉綠素b。如圖: 3.實(shí)驗(yàn)中幾種化學(xué)試劑的作用: 無水乙醇用于提取綠葉中的色素; 層析液用于分離綠葉中的色素; SiO2可增加杵棒與研缽間的摩擦力,破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),使研磨充分;. 碳酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞。 4.注意的問題: 剪取干燥的定性濾紙,雙手盡量不要接觸紙面,手要干凈、干燥(可以套上塑料袋),以免污染濾紙。 加入的SiO2和CaCO3一定要少,否則濾液混濁,雜質(zhì)多,顏色淺,實(shí)驗(yàn)效果差。 根據(jù)試管的長度制備
46、濾紙條,讓濾紙條長度高出試管約1 cm,高出部分做直角彎折。 畫濾液細(xì)線時,用力要均勻,速度要適中。 特別提醒色素提取液呈淡綠色的原因:研磨不充分,色素未能充分提取出來。 稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多,色素溶液濃度小。未加碳酸鈣或加入過少,色素分子部分被破壞。 要點(diǎn)二、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能及色素的種類和作用的理解新課 標(biāo)第 一網(wǎng) 1.葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能 (1)結(jié)構(gòu)(如下圖所示) 雙層膜:分內(nèi)、外膜,包圍著幾個到幾十個綠色基粒等細(xì)微結(jié)構(gòu)。 基粒:每個基粒由許多圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成,這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類囊體,色素就分布在類囊體的薄膜上。 基質(zhì):在基粒和基粒之間充滿基質(zhì),含有與光合作用有關(guān)的酶。
47、(2)功能:葉綠體內(nèi)的基粒和類囊體擴(kuò)展了其受光面積,含有許多吸收光能的色素分子和光合作用所必需的酶,因此葉綠體是高等植物進(jìn)行光合作用的場所。 2.葉綠體中的色素種類及作用 (1)色素的種類和作用 (2)色素與吸收光譜 (3)不同顏色溫室大棚的光合效率 無色透明大棚日光中各色光均能透過,有色大棚主要透過同色光,其他光被其吸收,所以用無色透明的大棚光合效率最高。 葉綠素對綠光吸收最少,因此綠色塑料大棚光合效率最低。 特別提醒影響葉綠素合成的因素 (1)光照:光是影響葉綠素合成的主要條件,一般植物在黑暗中不能合成葉綠素,因而葉片發(fā)黃。 (2)溫度:溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)的酶的活性,進(jìn)而影響葉綠素
48、的合成。低溫時,葉綠素分子易被破壞,而使葉子變黃。 (3)必需元素:葉綠素中含N、Mg等必需元素,缺乏N、Mg將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成,葉變黃。另外,F(xiàn)e是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分,缺Fe也將導(dǎo)致葉綠素合成受阻,葉變黃。 特別提醒將葉綠體長時間置于暗處,葉綠體則轉(zhuǎn)變成不含色素的白色體或只有類胡蘿卜素的有色體,但光照后叉可恢復(fù)為具有葉綠素的葉綠體?;Vg還有基粒類囊體與基粒的類囊體相連,從而使各類囊體的腔彼此相通。與光反應(yīng)有關(guān)的色素和酶都分布在類囊體的膜上;與暗反應(yīng)有關(guān)的酶則分布在基質(zhì)上;葉綠體還含有少量的DNA、RNA。 3.正確分析光合作用的探究歷程中的幾個重要實(shí)驗(yàn) 1.普利斯特利的實(shí)
49、驗(yàn): (1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象: (2)結(jié)論:植物可以更新空氣 (3)實(shí)驗(yàn)分析: 由于缺少空白對照,實(shí)驗(yàn)結(jié)果說服力不強(qiáng),應(yīng)將點(diǎn)燃的蠟燭和小鼠分別單獨(dú)置于玻璃罩內(nèi),作為空白對照。 沒有認(rèn)識到光在植物更新空氣中的作用,而將空氣的更新歸因于植物的生長。 限于當(dāng)時科學(xué)發(fā)展水平的限制,沒有明確植物更新氣體的成分。 2.薩克斯的實(shí)驗(yàn): (1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象: (2)結(jié)論:綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生淀粉。 (3)實(shí)驗(yàn)分析: 設(shè)置了自身對照,自變量為光照,因變量是顏色變化。 實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是饑餓處理,以使葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉,增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的說服力。 本實(shí)驗(yàn)除了證明光合作用的產(chǎn)物有淀粉外,還證明光是光合作用的必要條件。
50、3.魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn): (1)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)論: 過程:H218O+C02植物1802 C18O2+H20植物02 結(jié)論:光合作用釋放的氧氣全部來自于水的分解。 (2)實(shí)驗(yàn)分析:設(shè)置了對照實(shí)驗(yàn),自變量是標(biāo)記物質(zhì)(H218O和C18O2),因變量是O2的放射性. 特別提醒科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的關(guān)系:通過這幾個實(shí)驗(yàn)可以看出,光合作用的研究發(fā)展與物理學(xué)和化學(xué)的研究進(jìn)展密切相關(guān),同時科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也推動了生物科學(xué)研究的發(fā)展。 要點(diǎn)四、對光合作用的過程的理解 光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物,并且釋放出氧的過程。用反應(yīng)式概括為:CO2+H2O (CH2O)+O2
51、。其實(shí)光合作用的過程十分復(fù)雜,人們根據(jù)是否需要光能,把它分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段。具體過程用圖解來表示: 1.光反應(yīng)和暗反應(yīng)具有明顯的區(qū)別和聯(lián)系,如下表: 注:本表中“物質(zhì)轉(zhuǎn)化”中的序號與上圖中的序號一致 特別提醒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 2.光合作用過程中的能量轉(zhuǎn)換過程 要點(diǎn)五、影響光合作用的環(huán)境因素分析及其應(yīng)用 1.光合作用強(qiáng)度表示方法 單位時間內(nèi)光合作用產(chǎn)生糖的數(shù)量 單位時間內(nèi)光合作用吸收CO2的量 單位時間內(nèi)光合作用放出O2的量 注意:最容易檢測的是。 2.環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響及應(yīng)用 (1)光照強(qiáng)度 曲線分析 A點(diǎn)光照強(qiáng)度為O,此時只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,釋放的CO2量可表示此時細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。 AB段:隨光照強(qiáng)度增強(qiáng),光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng),CO2釋放量逐漸減少,這是因?yàn)榧?xì)胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用,此時細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)
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