专题三生命的能量代谢.docx
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专题三生命的能量代谢
专题三生命的能量代谢
一、本章知识结构
作用
作用和本质 实验：
比较过氧化氢在不同条件下的分解
酶
本质
高效性
特性
专一性
探究：
影响酶活性的条件
作用的条件较温和
ATP
分子结构的特点
ATP和ADP的转换
细胞的能量供应和利用
ATP的利用
细胞呼吸
有氧呼吸：
场所、过程、概念
无氧呼吸：
场所、过程、概念
细胞呼吸原理的应用种类
捕获光能的色素和结构
色素作用
光合
作用
实验：
绿叶中色素的提取和分离
叶绿体的结构
光合作用的探索历程
光合作用的原理和应用
光合作用的原理的应用
化能合成作用
ATP和酶
一、ATP
1、功能：
ATP是生命活动的直接能源物质
注：
生命活动的主要的能源物质是糖类（葡萄糖）；
生命活动的储备能源物质是脂肪。
生命活动的根本能量来源是太阳能。
2、结构：
中文名：
腺嘌呤核苷三磷酸（三磷酸腺苷）
构成：
腺嘌呤—核糖—磷酸基团～磷酸基团～磷酸基团
简式：
A-P～P～P
（A：
腺嘌呤核苷；T：
3；P：
磷酸基团；
~：
高能磷酸键，第二个高能磷酸键相当脆弱，水解时容易断裂）
3、ATP与ADP的相互转化：
酶
ATPADP＋Pi＋能量
注：
（1）向右：
表示ATP水解，所释放的能量用于各种需要能量的生命活动。
向左：
表示ATP合成，所需的能量来源于生物化学反应释放的能量。
（在人和动物体内，来自细胞呼吸；绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用）
（2）ATP能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与ADP循环转变，且十分迅速。
二、酶
1、概念：
酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的一类特殊的蛋白质，又称为生物催化剂。
（少数核酸也具有生物催化作用，它们被称为“核酶”）。
2、特性：
催化性、高效性、特异性
3、影响酶促反应速率的因素
（1）PH:
在最适pH下，酶的活性最高，pH值偏高或偏低酶的活性都会明显降低。
（PH过高或过低，酶活性丧失）
（2）温度:
在最适温度下酶的活性最高，温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。
（温度过低，酶活性降低；温度过高，酶活性丧失）
另外：
还受酶的浓度、底物浓度、产物浓度的影响。
第二节光合作用
一、光合作用的发现
◆1648比利时，范·海尔蒙特：
植物生长所需要的养料主要来自于水,而不是土壤。
◆1771英国，普利斯特莱：
植物可以更新空气。
◆1779荷兰，扬·英根豪斯：
植物只有绿叶才能更新空气；并且需要阳光才能更新空气。
◆1880美国，恩吉（格）尔曼：
光合光合作用的场所在叶绿体。
◆1864德国，萨克斯：
叶片在光下能产生淀粉
◆1940美国，鲁宾和卡门（用放射性同位素标记法）：
光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。
（糖类中的氢也来自水）。
◆1948美国，梅尔文·卡尔文：
用标14C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪，进一步了解到光合作用中复杂的化学反应。
二、实验：
提取和分离叶绿体中的色素
1、原理：
叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂（如丙酮、酒精等）。
叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。
2、过程：
（见书P61）
3、结果：
色素在滤纸条上的分布自上而下：
胡萝卜素（橙黄色）最快（溶解度最大）
叶黄素（黄色）
叶绿素a（蓝绿色）最宽（最多）
叶绿素b（黄绿色）最慢（溶解度最小）
4、注意：
●丙酮的用途是提取（溶解）叶绿体中的色素，
●层析液的的用途是分离叶绿体中的色素；
●石英砂的作用是为了研磨充分，
●碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿体中的色素受到破坏；
●分离色素时，层析液不能没及滤液细线的原因是滤液细线上的色素会溶解到层析液中；
5、色素的位置和功能
叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。
叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光；
胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光及保护叶绿素免受强光伤害的作用。
Mg是构成叶绿素分子必需的元素。
三、光合作用
1、概念：
指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
2、过程：
（1）光反应
条件：
有光
场所：
叶绿体类囊体薄膜
过程：
①水的光解：
②ATP的合成：
（光能→ATP中活跃的化学能）
（2）暗反应
条件：
有光和无光
场所：
叶绿体基质
过程：
①CO2的固定：
②C3的还原：
（ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能）
3、总反应式：
光能
CO2+H2O（CH2O）+O2
叶绿体
4、实质：
把无机物转变成有机物，把光能转变成有机物中的化学能
四、影响光合作用的环境因素：
光照强度、CO2浓度、温度等
（1）光照强度：
在一定的光照强度范围内，光合作用的速率随着光照强度的增加而加快。
（2）CO2浓度：
在一定浓度范围内，光合作用速率随着CO2浓度的增加而加快。
（3）温度：
光合作用只能在一定的温度范围内进行，在最适温度时，光合作用速率最快，高于或低于最适温度，光合作用速率下降。
五、农业生产中提高光能利用率采取的方法:
延长光照时间如：
补充人工光照、多季种植
增加光照面积如：
合理密植、套种
光照强弱的控制：
阳生植物（强光），阴生植物（弱光）
增强光合作用效率适当提高CO2浓度：
施农家肥
适当提高白天温度（降低夜间温度）
必需矿质元素的供应
细胞呼吸
一、有氧呼吸
1、概念：
有氧呼吸是指活细胞在有氧气的参与下，通过酶的催化作用，把某些有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。
2、过程：
三个阶段
①C6H12O6酶2丙酮酸+[H]（少）+能量（少）细胞质基质
②丙酮酸+H2O酶CO2+[H]+能量（少）线粒体基质
③[H]+O2酶H2O+能量（大量）线粒体内膜
（注：
3个阶段的各个化学反应是由不同的酶来催化的）
3、总反应式：
C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量
4、意义：
是大多数生物特别是人和高等动植物获得能量的主要途径
二、无氧呼吸
1、概念：
无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成乙醇和二氧化碳或乳酸,同时释放少量能量的过程。
2、过程：
二个阶段
①:
与有氧呼吸第一阶段完全相同细胞质基质
②丙酮酸酶C2H5OH（酒精）＋CO2细胞质基质
（高等植物、酵母菌等）
或丙酮酸酶C3H6O3（乳酸）
（动物和人）
3、总反应式：
C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量
C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+能量
4、意义：
●高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。
（酒精会毒害根细胞，产生烂根现象）
●人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式将葡萄糖分解为乳酸，释放出一定能量，满足人体的需要。
三、细胞呼吸的意义
为生物体的生命活动提供能量，其中间产物还是各种有机物之间转化的枢纽。
四、实验：
探究酵母菌的呼吸方式1、过程（见书p69）
2、结论：
酵母能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。
酶和ATP
1．80年代，美国生物学家奥尔特曼和切赫研究和发现了RNA的催化功能，并由此获得1989年度的诺贝尔化学奖。
以下叙述中正确的是：
（）
A．酶的化学本质不一定都是蛋白质
B．RNA虽具有催化功能但不能叫做酶
C．RNA催化功能的发现说明酶不具有专一性
D．酶都是在细胞中的核糖体上合成的
2．对酶的叙述，正确的是：
（）
A、酶和激素的化学本质相同B、酶的合成不受基因控制
C、遗传信息的传递与表达都需要酶催化D、光反应不受酶影响
3．常温常压下，要使过氧化氢溶液迅速放出大量的氧气，应投入（）
A．新鲜猪肝B．煮熟猪肝C．冰冻猪肝D．生锈铁钉
4．在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适用于去除细胞壁（）
A.蛋白酶B.纤维素酶C.淀粉酶D.盐酸
5.下列关于人体细胞内ATP的叙述，正确的是（）
A．人体细胞内贮有大量ATP，以备生理活动需要
B．ATP水解成ＡＤＰ的反应是不可逆的
C．ATP只能在线粒体中生成
D．ATP中含有一个在一定条件下很容易水解和重新生成的化学键
6.影响酶催化反应速率的因素有温度、反应物浓度、酶的浓度等。
下图表示在最适温度下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。
有关说法正确的是（）
A．若在B点增加酶的浓度，反应速率会减慢
B．若在A点提高反应温度，反应速率会加快
C．若在C点增加反应物浓度，反应速率将加快
D．若在A点增加反应物浓度，反应速率将加快
7.下列生理过程中，ADP含量会增加的是（）
A．胃蛋白酶的分泌B．丙酮酸形成乳酸 C．叶绿素吸收光能D．质壁分离与复原
8.下面关于酶的论述正确的是（）
①对底物有严格的选择性②酶在体内不能更新
③温度越高酶的活性越大④酶制剂通常在低温下保存
⑤酶能降低化学反应的活化能⑥酶只能在细胞内发挥催化作用
⑦酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
A．①④⑤⑦B．②④⑤⑦C．②③④⑥D．①②⑥⑦
9.过氧化氢酶存在于动、植物细胞中，过氧化氢是细胞中的有害物质。
过氧化氢酶可使过氧化氢分解为水和氧气。
一个学生做如下实验，判定动、植物细胞中是否有等量的过氧化氢酶。
她利用猪肝和马铃薯组织做为实验材料，步骤如下：
①在两支洁净的试管上贴标签1和2；
②在每个试管中倒入浓度为1％过氧化氢溶液10mL；
③放一点猪肝研磨液在试管1中；
④放一点马铃薯研浆在试管2中；
⑤在25秒内收集每个试管中释放的氧气；
⑥每5秒测量并记录下每个试管中氧气体积；测量结果如右图。
请分析：
（1）过氧化氢酶的化学本质是
（2）下列哪个因素在实验中没有控制？
（）
A．氧气释放时间B．过氧化氢溶液的体积
C．所使用试管的体积D．使用的猪肝和马铃薯组织的大小
（3）该实验能否得出猪肝中的过氧化氢酶比马铃薯中的含量高？
（4）该学生又做了一个实验．她将猪肝煮熟后加入过氧化氢溶液中，她发现几乎没有氧气释放。
请解释原因
1—8ACABDDAA
9.
（1）蛋白质
（2）D（3）不能（4）其过氧化氢酶在高温下失活。
光合作用
1.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（）
A．叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上
B．叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上
C．光合作用的酶只分布在叶绿体基质中
D．光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上
2.下列是光合作用的几个步骤，它们发生反应的先后顺序是（）
①CO2的固定②释放O2③叶绿素吸收光能④H2O的分解⑤C3被还原
A.③②④①⑤B.③④②①⑤C.④②③⑤①D.④③②⑤①
3.右图在光合作用的暗反应中①和②化学过程是（）
A.①氧化，②固定B.①固定，②还原
C.①分解，②氧化D.①还原，②氧化
4.光合作用光反应产生的物质有（）
A.C6H12O6、〔H〕、ATPB.〔H〕、CO2、ATPC.〔H〕、O2、ATPD.C6H12O6、CO2、H2O
5.下列选项中，对光合作用影响最小的是（）
A．叶绿体色素的含量B．五碳化合物的含量C．氮气的含D．二氧化碳的含量
6.图示不同二氧化碳浓度下温度对光合作用速率影响曲线。
分析曲线判断下列说法错误的是（）
A．光合作用同时受温度、二氧化碳浓度的影响
B．曲线a在20度和45度左右时光合作用速率相近
的原因相同
C．温度对曲线a影响大的原因是较高二氧化碳浓度
有利于暗反应进行
D．适宜光照和温度下曲线b的主要限制因素是二氧
化碳浓度
7.假设某地区晴朗天气时，以中午12点时的光照最强烈，测得大田小麦植株上部分叶片光合作用在上午11点左右时速率最高，而下部分叶片在中午12点时左右速率最高。
一下对光合作用的外部限制因素的分析，正确的是（）
A．上午11点之前，全部叶片的限制因素都来自光照
B．11点至12点之间，上部叶片限制因素是光照，下部是二氧化碳
C．11点时，下部叶片限制因素是光照，12点时，上部叶片限制因素是二氧化碳
D．中午12点以后，上下部叶片的限制因素都来自光照
8.使用右图装置，可测定植物的光合作用速率，开始时装置左右两侧的汞柱液面持平，即瓶内气压等于大气压，请回答：
（1）用25℃水浴的意义是
（2）为了保证水草光合作用的正常进行，可在三角烧瓶内加入下列何
种溶液最好？
（填序号）。
①葡萄糖溶液；②碳酸缓冲溶液（碳酸氢钠和碳酸的混合物）
③氢氧化钾溶液；
请简要说明原因（用文字表达）：
（3）光照一定时间，装置左侧的液柱与右侧液柱相比，变化是左高又低，原因是
（4）用这种装置测定的光合作用速率与真实的光合作用速度是否一致，为什么？
1——7ABBCCBC
8.
（1）25℃是植物光合作用的适宜温度，保证光合作用中酶的催化效率。
（2）②在光合作用中应该供给二氧化碳，在水中含有一定量二氧化碳的试剂就是碳酸缓冲液，这样，当水中二氧化碳过多时就能够形成碳酸氢钠，故二氧化碳不会跑到空气中去，保证了二氧化碳的供给（2分）
（3）水草通过光合作用释放氧气，是瓶内气压升高。
（4）不一致，只是光合作用速率应该等于测定光合作用速率与呼吸作用速率之和。
细胞呼吸
一、单选题
1.下列有关人体有氧呼吸和无氧呼吸的说法正确的是（）
A．有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均是在细胞质基质中完成的
B．人体无氧呼吸的产物是C2H5OH和CO2
C．有氧呼吸产生[H]最多的是第三阶段
D．有氧呼吸产生ATP最多的是第二阶段
2.无氧呼吸与有氧呼吸区别的根本原因是（）
A．丙酮酸继续发生的化学反应的途径不同B．丙酮酸继续发生的化学反应的酶不同
C．释放的能量及生成的ATP数量不同D．全过程都没有分子氧参与
3.在细胞呼吸过程中，若有CO2的放出，则该过程一定不是（）
A．有氧呼吸B．无氧呼吸C．酒精发酵D．乳酸发酵
4.生物体吸收的O2用于（）
A．在线粒体内合成CO2 B．在细胞质基质中与[H]结合成水
C．部分形成CO2，部分与[H]结合成水D．在线粒体内与[H]结合成水
5.测得苹果果实在一段时间内，CO2的释放量比O2的吸收量大，由此推得果实（）
A.有氧呼吸占优势B.有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相等
C.无氧呼吸占优势D.既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸
6.法国化学家拉瓦锡把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”，现在理解也有些道理，原因是呼吸作用和物质的燃烧共同点（）
①都是物质的氧化分解过程②都能产生二氧化碳等产物③都能释放能量④都能产生ATP⑤都能在细胞外进行⑥都必需在细胞内进行
A．①②③B．①②③④C．①②③④⑤D．①②③④⑤⑥
7.细胞呼吸方式有所不同，不同细胞呼吸方式也能产生相同的物质和能量是（）
A．CO2和ATPB．C2H5OH和ATPC．乳酸和ATPD．丙酮酸和热量
8.有氧呼吸过程中，氧的作用是（）
①参与酶的催化②在有氧情况下，丙酮酸进入线粒体
③生成CO2④与氢结合成水
A．①③ B．①④ C．②④D．②③
二、非选择题
9.下图㈠为高等绿色植物叶肉细胞中的部分代谢示意图；下图㈡为不同光照强度下，测定绿色植物对CO2的吸收速率并绘制成的相应曲线。
请据图回答问题。
⑴图㈠中的物质A是_________，物质A在线粒体内彻底氧化分解需要的条件是__________。
⑵当光照强度处于图㈡D点之后，对应图㈠中的CO2的扩散途径有_________（以字母表示）。
⑶在图㈡中的A点与D点之间，限制CO2吸收速率的主要环境因素是_________，当光照强度D点以后，进一步增加绿色植物CO2吸收速率的方法有__________________________。
⑷某同学以绿色植物叶片为材料，探究环境条件对细胞呼吸速率的影响，请帮助他提出一个探究的课题：
_______________________________________________________。
需要特别注意的是，该实验需要在_____________条件下进行。
参考答案
1—8ABDDDADC
9.⑴丙酮酸（有氧呼吸）酶、H2O等
⑵b、c、h⑶光照强度适当提高CO2的浓度或适当提高温度
⑷探究温度（O2浓度）对细胞呼吸速率的影响黑暗
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