江苏省宝应县画川高级中学届高三生物二轮复习专题三 细胞的代谢.docx
《江苏省宝应县画川高级中学届高三生物二轮复习专题三 细胞的代谢.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《江苏省宝应县画川高级中学届高三生物二轮复习专题三 细胞的代谢.docx(30页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
江苏省宝应县画川高级中学届高三生物二轮复习专题三细胞的代谢
专题三细胞的代谢(4课时)
一、知识网络
链接思考:
1、高温和低温时酶的活性都极低,原因一样吗?
2、除了酶具有专业性外,体内还有哪些物质或结构具有专业性?
3、ADP与ATP相互转化的反应式中,催化ADP形成ATP的酶存在于真核细胞的哪些结构中?
4、有氧呼吸过程中,水与氧气的参与、【H】与水的产生分别在哪个阶段?
哪个部位产生能量最多?
5、以碳的转移(或氧气、【H】、能量)为例,写出光合作用与细胞呼吸的联系
二、基础导练
1.下图为某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两组后,在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况(其他条件相同且不变)。
下列有关叙述,错误的是()
A.3h时,两组幼苗均已出现萎蔫现象,直接原因是蒸腾作用和根细胞失水
B.6h时,甲组幼苗因根系开始吸收K+、NO,吸水能力增强,使鲜重逐渐提高
C.12h后,若继续培养,甲组幼苗的鲜重可能超过处理前,乙组幼苗将死亡
D.实验表明,该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程
2.某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。
将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下),与正常叶片相比,实验结果是()
A.光吸收差异显著,色素带缺第2条B.光吸收差异不显著,色素带缺第2条
C.光吸收差异显著,色素带缺第3条D.光吸收差异不显著,色素带缺第3条
3.(多选)某种铁线莲的根茎可作中药,有重要经济价值。
下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果,相关叙述正确的是()
遮光比例(%)
叶绿
素a/b
叶绿素含
量(mg/g)
净光合速率
(μmol·m-2·s-1)
0
4.8
2.1
8.0
10
5.3
2.3
9.6
30
5.2
2.4
8.9
50
4.4
2.6
5.2
70
4.1
2.9
2.7
90
3.3
3.0
0
A.适当的遮光处理,可提高其干重B.叶绿素含量与净光合速率呈正相关
C.叶绿素a/b可作为其利用弱光能力判断指标D.遮光90%时,铁线莲不进行光合作用
4.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下图。
回答问题:
(1)图中物质A是______
(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__ (低、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__(低、高)其原因______________________
5.保水剂是一类高分子聚合物,可提高土壤持水能力及水肥利用率。
某生物兴趣小组为探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”,进行了以下实验:
材料用具:
相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干,保水剂,氮肥等。
方法步骤:
①选取长势一致的小麦幼苗若干,平均分为A、B、C三组,分别施用适量的保水剂(60kg·hm-2)、氮肥(225kg·hm-2)、保水剂(60kg·hm-2)+氮肥(225kg·hm-2),置于相同的轻度干旱条件下培养,其他培养条件相同且适宜。
②在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午,于10:
00-11:
00从每组选取相同数量的叶片,进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定,结果(均值)如下表:
组号
CO2吸收量/μmol·m-2·s-1
叶绿素含量/mg·g-1
A
10.66
3.07
B
13.04
3.02
C
15.91
3.05
实验结论:
适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度
(1)请指出上述方法步骤的缺陷并改正:
_______________________________________________________
(2)如不考虑方法步骤中的缺陷,从影响光合作用的内在因素分析,保水剂与氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是_________________。
(3)实验测得的CO2吸收量___(大于、等于、小于)光合作用过程中CO2实际消耗量,理由是___________________________________。
光合作用强度可通过测定CO2吸收量,也可以通过测定__释放量计算。
6.下图为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线,请回答下列问题:
(1)曲线AB段酵母菌呼吸发生的场所是__________;曲线BC段酵母菌呼吸的方式是___________
(2)酵母菌种群数量从C点开始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外,还有________________
(3)在T1~T2时段,单位时间内酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有___________________________。
(4)某同学在T3时取样,统计的酵母菌种群数量明显高D点对应的数量,原因可能有______________________________________和用血球计数板计数时出现错误等。
三、核心导学
考点1物质出入细胞方式的判断及影响因素
1.判断方法
2.影响运输速率的因素
(1)物质浓度(在一定浓度范围内)
(2)O2浓度
(3)温度:
温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性,因而影响物质运输速率,低温会使物质跨膜运输速率降低。
【例1】某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系,分别用四种曲线表示:
在研究具体的物质X时,发现与曲线②和④相符,试问:
细胞膜运输物质X的方式是( )
A.主动运输B.自由扩散C.内吞D.外排
【变式题1】下图示植物根细胞在一定时间内吸收K+与某些条件之间的关系(纵坐标表示吸收速率,横坐标表示某个条件,假定其他条件均为理想状态)。
则a、b、c三幅图的横坐标表示的条件,对应正确的一组是()
A.载体数量、温度变化、氧气浓度B.氧气浓度、温度变化、载体数量
C.载体数量、氧气浓度、温度变化D.温度变化、载体数量、氧气浓度
考点2酶的作用本质及影响酶促反应速率的因素
1.酶作用机制
能有效降低化学反应的活化能,且降低的幅度较无机催化剂大,相比而言使得酶具有高效性;由于酶分子具有一定的空间结构,在与底物作用时,表现出特异性(专一性);酶在作用前后质量不变;采用酶固定化技术会使酶的分子结构受到一定的影响,从而或多或少地影响了酶的活性,但一旦固定化后便可重复多次(一定限度)使用。
2、温度和pH对酶促反应速率的影响
(1)过酸、过碱、高温都会使酶失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。
(2)反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
提示:
①在探究酶活性的最适温度时,需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间,如图甲;在探究酶活性的最适PH时,需先将酶置于不同环境条件下,然后再加入反应物如可溶性淀粉液,如图乙。
切记不能在加入酶后,先加入反应物,再加入盐酸或氢氧化钠。
②若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测反应物被分解的试剂宜选用碘液,不应该选用斐林试剂,为什么?
③在探究酶作用的最适温度时,宜选用淀粉与淀粉酶做实验,而不宜选用过氧化氢与过氧化氢酶酶做实验,为什么?
3.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
(1)在其他条件适宜、酶量一定的条件下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后,酶促反应速率不再增加,此时,受限制的因素是什么?
(2)在底物充足,其他条件适宜的条件下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
【例2】(多选)下图表示在不同条件下,酶促反应的速率变化曲线,下列说法正确的是( )
A.酶促反应的速度可以用底物消失所需的时间(或产物生成的速率)来表示
B.Ⅱ和Ⅰ相比较,酶促反应速率慢,这是因为温度低,酶活性降低
C.AB段影响酶促反应速率的限制因子之一是底物浓度
D.若想探究酶促反应的最适温度,还应设置多种温度
【组合题】下列有关酶的叙述,请判断正误
1、线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同()
2、酶的基本造成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸()
3、甲乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的
关系如右图所示。
由图可知,甲酶不可能是具有催化功能的
RNA,而乙酶的化学本质为蛋白质()
4、酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率()
【变式题2】动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶,能专一催化1mol谷氨酸分解为1molγ氨基丁酸和1molCO2。
某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后,在谷氨酸起始浓度为10mmol/L、最适温度、最适pH的条件下,对该酶的催化反应过程进行研究,结果见下图甲和图乙。
请根据以上实验结果,回答下列问题:
(1)在图甲中画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线(请用“1”标注)。
(2)当一开始时,将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%或降低反应温度10℃,请在图甲中分别画出两种条件下CO2浓度随时间变化的曲线(请用“2”标注酶浓度增加后的变化曲线,用“3”标注温度降低后的变化曲线),并分别说明原因。
(3)重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合,不可解离,迅速使酶失活。
在反应物浓度过量的条件下,向反应混合物中加入一定量的重金属离子后,请在图乙中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线(请用“4”标注),并说明其原因。
考点3ATP在能量代谢中的作用
1、ATP与ADP之间的相互转化过程并不是可逆反应,两过程反应的场所、条件、反应式中的能量均不同,请完成下表内容的填空
项目
ATP合成
ATP水解
反应式
场所
参与反应的酶
能量的来源
能量的去路
2、提示:
ATP在生物体内含量很少,同时,通过各种生命活动又被大量消耗,细胞内是怎样解决这一矛盾的?
3、ATP是细胞内能量流动的货币,在人体内由其水解释放的能量可以转化成哪些不同形式的能量?
【高考组合题】下列有关ATP的叙述,正确的是()
A、细胞中内质网的膜可以合成ATP
B、胞吐过程中,需要载体蛋白协助和ATP提供能量
C、细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体
D、人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡
E、人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等
F、人在寒冷时,肾上腺素和甲状腺激素分泌增多,细胞产生ATP的量增加
【变式题】下列有关ATP的叙述中,正确的是()
A、哺乳动物成熟红细胞没有线粒体,有机物中的化学能无法转移到ATP的高能磷酸键中
B、酵母菌在有氧与缺氧条件下,细胞质基质都有ATP的形成
C、叶绿体中DNA的复制过程是吸能反应,能使ATP的含量增加
D、在一个处于生长期的森林生态系统中,生产者的叶绿体产生的ATP与其线粒体和细胞质基质中产生的ATP之和相等
考点4影响光合作用速率因素的曲线分析
1.单因子影响
(1)光照强度
(2)温度
(3)二氧化碳浓度(4)叶面积指数
2.多因子影响
P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子。
当到Q点时,横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率,可采取适当调整图示的其他因子。
思考:
影响光合速率的内部因素有哪些?
【例3】(2010年江苏卷)不同生态环境对植物光合速率会产生影响。
某课题组测定生长于A地(平原)和B地(山区)银杏叶片不同时间的光合速率,结果如下图
(1)植物中叶绿素通常和蛋白质结合成为结合型叶绿素。
在某些环境因素影响下,部分结合型叶绿素与蛋白质分离,成为游离型叶绿素。
A、B两地银杏叶片中叶绿素含量测定结果见下表:
采样
日期
(月-日)
A地银杏叶绿素含量(mg/g)
B地银杏叶绿素含量(mg/g)
总量
游离型
结合型
总量
游离型
结合型
7-1
2.34
0.11
2.23
2.43
0.21
2.22
8-1
2.30
0.12
2.18
2.36
0.29
2.07
9-1
1.92
0.21
1.71
2.11
0.58
1.53
10-1
1.58
0.29
1.29
1.75
0.81
0.94
11-1
1.21
0.41
0.80
1.44
1.05
0.39
①请完成总叶绿素含量与采样日期关系的二维曲线图。
②从表中数据分析,导致银杏叶片光合速率下降的主要原因是_______________________。
(2)为提取银杏叶片中的叶绿素,研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外,还应加入_________________________________________。
经快速研磨、过滤,将滤液收集到试管中,塞上橡皮塞;将试管置于适当的光照下2~3min后,试管内的氧含量_____________。
(3)下图a、b是7月1日和10月1日B地银杏叶绿体亚显微结构典型照片,推测______(填字母)是10月1日的叶绿体照片,理由是__________________________________________
【变式题3】某研究性学习小组采用盆栽实验,探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。
实验开始时土壤水分充足,然后实验组停止浇水,对照组土壤水分条件保持适宜,实验结果如下图所示。
下列有关分析正确的有(多选)()
A.叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势
B.叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C.实验2~4天,光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
D.实验2~4天,光合速率下降,可能是由叶片内CO2浓度下降引起的
考点5影响呼吸作用的因素
1.温度:
温度能影响呼吸作用,主要是影响呼吸酶的活性。
在生产实践中贮藏蔬菜和水果时应该降低温度,以减少呼吸消耗。
2.氧气:
随氧浓度的增加,无氧呼吸逐渐减弱,有氧呼吸逐渐增强,至某一氧浓度后植物只进行有氧呼吸。
因此在氧浓度变化过程中,植物呼吸作用CO2的总释放量的变化可用下图所示的曲线来表示:
根据氧对呼吸作用影响的原理,在贮存蔬菜、水果时降低氧的浓度,一般降到细胞呼吸的最低点(即图中O2含量为5%处)。
3.增加CO2浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。
在蔬菜和水果保鲜中可适当增加CO2的浓度,还需要零上低温、低氧、湿度适中等条件,这一点与种子的保存不完全相同。
综合思考下列农业生产上做法的道理
大棚蔬菜生产时,可在夜间进行人工光照;大棚使用白色塑料膜;多施有机肥、人工增施二氧化碳;实施秸秆还田等。
【例4】在a、b、c、d条件下,测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表。
若底物是葡萄糖,则下列叙述中正确的是( )
A.a条件下,呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸
B.b条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多
C.c条件下,无氧呼吸最弱
D.d条件下,产生的CO2全部来自线粒体
【变式题4】甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。
下列相关叙述不正确的是(多选)()
A.甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B.甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的CD段
C.甲图的a、b、c、d四个浓度中b是最适合贮藏D.甲图中氧浓度为d时没有酒精产生
考点6细胞呼吸类型的判断
1、根据反应物、产物来判断
①如果要消耗氧气,则一定有②如果产物有水,则一定有
③如果产物中有酒精或乳酸,则一定有④产物中如果有二氧化碳,则要分情况讨论
2、根据反应中的物质量关系进行判断
①不消耗氧气,释放二氧化碳,只进行②酒精量等于二氧化碳量,只进行
③二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量,既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸,多余的二氧化碳来自于
④酒精量小于二氧化碳量,既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,多余的二氧化碳来自于
3、根据反应场所来判断(略)
【例5】将一些苹果储藏在密闭容器中,较长时间后会闻到酒香。
当通入不同浓度的氧气时,其O2的消耗量和CO2的产生量如下表所示。
(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)则下列叙述错误的是()
A.氧浓度为a时,苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行
B.氧浓度为c时,苹果产生C2H5OH的量为0.3mol/min
C.氧浓度为d时,消耗的葡萄糖中有1/2用于酒精发酵
D.氧浓度为b时,较适宜于苹果的储藏
【变式题5】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小时后,测定O2的吸收量和CO2释放量如下表所示。
下列分析正确的是()
O2浓度
0
1%
2%
3%
5%
7%
10%
15%
20%
25%
O2吸收量(mol)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.8
CO2释放量(mol)
1
0.8
0.6
0.5
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.8
A.O2浓度越高,苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛,产生ATP越多
B.O2浓度为3%时,有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的2倍
C.苹果果肉细胞在O2浓度为3%和7%时,消耗的葡萄糖量相等
D.苹果果肉细胞在O2浓度为5%~25%时,只进行有氧呼吸
考点7光合作用与呼吸作用的关系
1.原料与产物的互用:
思考:
能进行光合作用的生物一定有叶绿体吗?
能进行有氧呼吸的细胞一定含有线粒体吗?
蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用,为什么?
体内寄生虫—蛔虫有没有线粒体?
人体成熟的红细胞进行什么呼吸?
2.总光合量、净光合量与呼吸量的关系:
总光合量(真正光合作用量)=净光合量+呼吸量。
如图:
【例6】将生长状况相同的某种绿叶分成相等的四组,在不同温度下分别暗处理1h,再光照1h(光强相同),测其重量变化,得到如下表的数据。
下列结论正确的是( )
A.该植物光合作用的最适温度约是27℃B.该植物呼吸作用的最适温度约是29℃
C.27~29℃下的净光合速率相等D.30℃下的真正光合速率为2mg/h
【变式题6】以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,结果如图所示。
下列分析正确的是()
A.光照相同时间,35℃时光合作用制造的
有机物的量与30℃时相等
B.光照相同时间,在20℃条件下植物积累
的有机物的量最多
C.温度高于25℃时,光合作用制造的有机
物的量开始减少
D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸
作用消耗的有机物的量相等
四、达标练习
1、RNA聚合酶参与细胞核内DNA的转录,其进入方式是()
A.扩散B.易化扩散C.主动转运D.非跨膜运输
2、图中曲线I、Ⅱ分别表示物质A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需的能量变化过程。
下列相关叙述正确的是
A.ad段表示在无催化剂条件下,物质A生成物质P需要的活化能
B.将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则b在纵轴上将向下移动
C.若仅增加反应物A的量,则图中曲线的原有形状均发生改变
D.若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线,改变酶促条件后,则b在纵轴上将向上移动
3、(多选)以下与酶有关的叙述,正确的是()
A.有氧呼吸酶不一定在线粒体中起作用
B.酶都是由内分泌腺细胞合成的,具有高效性和专一性
C.DNA的转录和复制都需要解旋酶D.细胞质中没有与DNA复制相关的酶
4、下列关于ATP、ADP的说法中错误的是()
A.动物需氧呼吸过程中产生大量ATP的阶段需要氧气参与
B.ATP与ADP的组成元素相同,都只含有C、H、O、N、P五种元素
C.ATP在生物体内含量很多,是生物体生命活动所需能量的直接来源
D.叶绿体中ADP由叶绿体基质向类囊体膜运动,ATP则是向相反方向运动
5、下图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图,下列说法正确的是()
A.B过程利用的ATP是由A和C过程共同提供的
B.B中的ATP用于固定二氧化碳和还原碳三化合物
C.A、C中合成ATP所需的能量来源不相同
D.D中的能量可用于肌肉收缩、人的红细胞吸收葡萄糖、兴奋传导等
6、低等植物细胞中心体移向两极时,下列几种酶最活跃的是( )
A.RNA聚合酶和DNA聚合酶B.解旋酶和淀粉合成酶
C.纤维素酶和果胶酶D.ATP水解酶和ATP合成酶
7、图中的新鲜土豆片与H2O2接触后,产生的现象及推测错误的是
A.若有气体大量产生,可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶
B.若增加新鲜土豆片的数量,量筒中产生气体的速度加快
C.一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限
D.为保证实验的严谨性,需要控制温度等无关变量
8、某哺乳动物神经细胞内外的K+和Na+浓度见下表。
下列属于主动转运的是()
细胞内浓度
(mmol·L-1)
细胞外浓度
(mmol·L-1)
K+
140.0
3.0
Na+
18.0
145.0
A.K+经钾离子通道排出细胞B.K+与有关载体蛋白结合排出细胞
C.Na+经钠离子通道排出细胞D.Na+与有关载体蛋白结合排出细胞
9、如图表示淀粉酶在不同实验条件下催化淀粉水解反应时,淀粉剩余量和反应时间的关系,关于此图的解读,正确的是()
A、若abc表示温度,则b曲线对应的温度为最适温度
B、若abc表示PH,则c曲线对应的PH条件下,酶已失活
C、若abc表示酶的浓度,则a曲线对应的酶浓度最大
D、若K+、Mg2+对淀粉酶的活性分别有促进、抑制作用,则c曲线对应的是加K+的实验
10、(多选)关于探究酶特性的实验叙述中,正确的是()
A、若探究温度对酶活性的影响,可选择过氧化氢溶液为底物
B、若探究过氧化氢酶的高效性,可选择无机催化剂作为对照
C、若探究温度对淀粉酶活性的影响,可选择斐林试剂对实验结果进行检测
D、若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,不可用碘液对实验结果进行检测
11、如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。
下列有关叙述,正确的是( )
A.t1→t2,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加,基质中水光解加快、O2释放增多
B.t2→t3,暗反应(碳反应)限制光合作用。
若在t2时刻增加光照,光合速率将再提高
C.t3→t4,光照强度不变,光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果
D.t4后短暂时间内,叶绿体中ADP和Pi含量升高,C3化合物还原后的直接产物含量降低
12、设置不同CO2浓度,分组光照培养蓝藻,测定净光合速率和呼吸速率(光合速率=净光合速率+呼吸速率),结果见图。
据图判断,下列叙述正确的是()
A.与d3浓度相比