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生物很全的

1.分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到

　　　三种不同颜色的溶液，即：

深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。

处理

SiO2（少量）

CaCO3（少量）

－

95%乙醇（10毫升）

－

蒸馏水（10毫升）

－

注：

“+”表示加；“－”表示不加。

试回答：

　　⑴A处理得到的溶液颜色是______________，原因是________________________。

　　⑵B处理得到的溶液颜色是______________，原因是________________________。

　　⑶C处理得到的溶液颜色是______________，原因是________________________。

　　[解析]本题考查实验结果判断与机理分析的能力。

本题考察的是叶绿素提取的原理，叶绿体色素易溶于有机溶剂，难溶于水。

SiO2作用是使叶片研磨充分。

CaCO3作用是使防止色素的破坏。

　　[答案]

　　⑴A黄绿色，部分叶绿素受到破坏。

　　⑵B几乎无色，叶绿素不溶于水。

　　⑶C深绿色，大量叶绿素溶于乙醇中。

　　2．根据下述实验过程，分析说明光合作用的有关问题：

　　⑴用高速离心法打破叶绿体膜后，基质和基粒便释放出来。

在无CO2的条件下，加入18O标记的水，给

　　　予光照，过一段时间，可测得释放出的气体中含18O，说明______________。

　　⑵将上述光照处理过的液体用离心法去掉基粒，在黑暗条件下，在去掉基粒的基质中加入14CO2，基质

　　　中可测得含14C的光合作用产物。

在进行实验⑴、⑵的同时，在无任何光照的条件下，向已经去掉基

　　　粒的基质中加入ATP、NADPH和14CO2，发现仍能产生14C的同化产物。

上述实验说明

　　　_____________________________________。

　　[解析]

　　⑴光合作用光反应产生的氧气中的氧元素来自于水。

　　⑵光反应为碳反应提供ATP和NADPH，使二氧化碳转变为葡萄糖

　3．为了验证“二氧化碳是光合作用合成有机物的必需原料”，某同学制定了下列实验方案：

　　⑴实验目的（略）

　　⑵实验材料和用具（略）

　　⑶实验方法和步骤：

　　①用一适当大小的玻璃罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不透气。

　　②将上述植物及装置在暗室中饥饿，消耗掉叶片中的有机物，暗室中装有红色安全灯。

　　③饥饿一段时间以后，自暗室中取出，光照若干小时，使其充分进行光合作用

　　④取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。

　　⑤将已经脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿中，用碘—碘化钾溶液，检测有无葡萄糖的特异性颜色

　　　反应出现。

　　该实验方案有几处明显的错误，请指出错误并改正。

　　[解析]本题是实验评价综合习题，回答时既要注重光合作用的基本知识又要联系相关的化学原理，还应考虑实验对照原则和控制相关的实验变量。

　　[答案]

　　⑴试验步骤②中暗室中的红色安全灯应改为绿色安全灯。

（单一变量）

　　⑵试验步骤⑤中葡萄糖应该为淀粉。

（碘—碘化钾溶液鉴定淀粉）

　　⑶未设立对照实验。

对照实验的设置如下：

　　　①装置同题干中的步骤①，但玻璃罩内用同样生长状况的另一株植物代替题干中的植物，用一杯清水

　　　　代替NaOH溶液；

　　　②将上述装置中的植物放在黑暗中饥饿，消耗掉叶片中贮存的有机物，暗室中装有绿色安全灯。

　　　③重复题干中的步骤③④；

　　　④重复改正后的题干中的步骤⑤。

　　4．在充满N2与CO2的密闭容器中，用水培法栽培几株番茄，CO2充足。

测得系统的呼吸速率和光合速率变化曲线如下图，请回答问题。

　　⑴6～8h间，光合速率______________（大于、小于）呼吸速率，容器内的O2含量______________，

　　　CO2含量______________，植株干重______________。

　　⑵9～10h间，光合速率迅速下降，推测最可能发生变化的环境因素是______________；10h时不再产生

　　　ATP的细胞器是______________；若此环境因素维持不变，容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽，

　　　此时另一细胞器将______________停止ATP的合成，______________成为ATP合成的唯一场所。

　　⑶若在8h时，将容器置于冰浴中，请推测呼吸速率会出现的变化及其原因。

　　[解析]本题是光合作用和呼吸作用的综合习题，首先应理解图中曲线的含义。

　　6～8h间，光合速率大于呼吸速率。

9～10h间，可能由于光照减弱，光合速率迅速下降。

10h后光合作用停止，又由于氧气耗尽，故植物无氧呼吸。

　　答案：

　　⑴大于增加降低增加

　　⑵光照强度减弱叶绿体线粒体细胞质基质

　　⑶呼吸速率会降低，低温会使有关呼吸酶活性的降低

　第三章细胞的代谢

第四节细胞呼吸

细胞呼吸与生物氧化

　　1．细胞呼吸与呼吸现象

　　　宏观的呼吸现象——吸入氧气排出二氧化碳的实质是在细胞内进行了呼吸作用

　　2．细胞呼吸与体外燃烧

　　　葡萄糖通过细胞呼吸和体外燃烧都可以生成水和二氧化碳，但两个过程有所区别。

体外燃烧是糖和

　　　氧气的一步反应，需要点燃，反应剧烈，发光放热；细胞呼吸是多步酶促反应，条件温和，产生

　　　ATP。

3．细胞呼吸是氧化还原反应

　　　细胞呼吸就是在细胞内进行的将糖类等有机物氧化分解为无机物或小分子有机物并释放能量的过程。

　　氧化还原反应本质是得失电子，细胞呼吸的多步反应过程中需要电子的传递体，起到氧化还原媒介的作用。

有两种化合物作为电子传递体参与了细胞呼吸的过程，分别是NAD+（辅酶I）和FAD（黄酶）。

　　　　　　氧化型　　　　　　　还原型　　　　氧化型　　　　　　　　还原型

　4．细胞呼吸的两种方式

　　　根据最终接受电子的物质是氧气还是其他小分子有机物把细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸（或需氧呼吸和厌氧呼吸）。

有氧呼吸

　　1．过程

（1）有氧呼吸全过程分为三个阶段

（2）糖酵解

　　　　——发生在细胞质基质内

　　　　——1分子葡萄糖降解为2分子丙酮酸

　　　　——通过2分子NADH（还原型辅酶Ⅰ）携带电子

　　　　——形成少量的ATP（2分子）

　　（3）三羧酸循环

　　　　丙酮酸由细胞质基质进入线粒体，首先发生脱羧反应，而后进入三羧酸循环（又称柠檬酸循环）

　　　　——在酶催化下丙酮酸脱去1个CO2，生成1个二碳单位（乙酰辅酶A）

　　　　——通过1分子NADH携带电子

　　　　——在线粒体基质中

　　　　——通过柠檬酸循环生成2个CO2

　　　　——通过3分子NADH和1分子FADH2（还原型黄酶）携带电子

　　　　——形成少量的ATP（1分子）

（4）电子传递和氧化磷酸化

　　　　NADH和FADH2携带的电子（还原性氢）通过线粒体内膜上的一系列蛋白质——电子传递链，逐步

　　　　传递最终传递给氧气，生成水；同时释放的能量合成大量ATP。

　　2．特征

（1）有游离氧参加

（2）有机物被彻底氧化分解

　　（3）释放大量能量

　　（4）主要在线粒体中进行

　　（5）总反应式　　　

厌氧呼吸

　　1．过程

　　厌氧呼吸发生在细胞质基质中，糖酵解生成丙酮酸后，不进入线粒体内，NADH携带的电子（还原性氢）最终传递给了丙酮酸或其脱羧生成的乙醛。

　　根据电子受体和最终产物的不同厌氧呼吸有两种类型。

　　乙醇发酵：

大多数植物、酵母菌

　　乳酸发酵：

动物、人、乳酸菌、甜菜块根、玉米胚、马铃薯块茎

　　2．特征

（1）无游离氧参加

（2）复杂有机物降解为简单有机物

　　（3）生成少量ATP

　　（4）始终在细胞质基质中进行

　　（5）有乳酸发酵和乙醇发酵两种类型

细胞呼吸的意义

　　——细胞呼吸是细胞代谢的中心

　　1．为生命活动提供能量

　　2．各种有机物的分解以细胞呼吸为枢纽

　　3．细胞呼吸的中间产物是各种生物合成反应的碳骨架

　第五节光合作用

光合作用的发现

　　1．亚里士多德认为：

植物体是由“土壤汁”构成的，即植物生长发育所需的物质完全来自土壤。

这

　　　一观点统治西方将近2000年。

　　2．1648年【比】赫尔蒙德的柳苗实验：

构成植物体的物质来自水（H2O），土壤只供给极少量物质。

　　3．1771年【英】普里斯特利实验：

植物能更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而污浊的空气。

　　4．1779年【荷】英格豪斯实验：

在光照条件下，植物才能更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而污浊的空

　　　气。

　　5．1782年【瑞士】谢尼伯实验：

在阳光作用下，植物靠着二氧化碳营养，排出氧气。

　　6．1804年【瑞士】索热尔实验：

定量测定发现，光合作用过程中，植物制造有机物和氧释放量，远远

　　　超过二氧化碳吸收量——水也是光合作用的原料。

　　7．1864年【德】萨克斯实验：

证明绿叶在光合作用时形成淀粉。

　　8．1880年【美】恩吉尔曼的水绵实验：

证实叶绿体在光下可以产生氧气。

　　9．1941年【美】鲁宾和卡门同位素标记实验：

光合作用产生的氧气来自于水

　　10．1945年【美】卡尔文用同位素示踪法得知光合作用中间产物和环节，确定暗反应过程

光合色素

　　1．位置：

定位于类囊体膜上，类囊体膜又称光和膜。

　　2．种类和色泽：

　　　叶绿素类：

吸收蓝紫光、红光，包括叶绿素a、b

　　　类胡萝卜素：

只吸收蓝紫光，包括叶黄素、胡萝卜素

　　　藻胆素（藻类）：

主要吸收绿、橙光

　　3．高等植物的吸收光谱：

主要吸收蓝紫光和红光，几乎不吸收绿光

光合作用的过程

（一）光反应

　　1．光吸收原理：

光能可以被光合素色吸收并传递，最终激发出高能电子。

　　2．光反应场所

　　　在类囊体膜（光合膜）上由光合色素形成了两个复合体——光系统I和光系统II。

　　3．光反应过程

（1）PSII叶绿素中的电子被光激发，通过电子传递链传递

（2）电子传递过程中能量释放，形成ATP（光合磷酸化）

　　（3）PSII失去的电子由水补充，使水裂解，放出氧气

　　（4）PSI叶绿素中的电子被光激发，将NADP+还原为NADPH

　　4．光反应的结果

（1）光能→化学能（ATP和NADPH）

（2）水在光下裂解为H+、O2和电子

　　（3）水产生的氢（H+和电子）在光下将NADP+还原为NADPH

（二）碳反应

　　1．碳反应的场所：

叶绿体基质

　　2．碳反应的过程：

可分为CO2的固定、三碳酸的还原、五碳糖的再生以及葡萄糖等物质的合成几部分.

　　3．有机物的合成：

部分三碳糖在叶绿体内合成淀粉、蛋白质和脂质等，大部分运出叶绿体合成蔗糖。

影响光合作用的因素

（一）光合速率及表示

　　1．光合速率：

单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或O2释放量。

　　2.表观光合速率（净光合速率）：

测得的植物从环境中吸收CO2的量（或放出O2的量）。

　　3.真光合速率：

表观光合速率与植物呼吸的CO2释放量（或O2吸收量）之和。

（二）影响光合速率的环境因素

　　1．光强度

　　　　　　　　　　　　　　　　　　光照强度越高光和速率越大

　　A点表示呼吸作用对氧气的消耗或者放出的二氧化碳

　　B点表示该光照强度下，呼吸速率与光和速率相等，有机物总量不增加

　　C点表示大于该光照强度时光和速率不再增加

　　2．温度：

体现为温度对酶活性的影响，低温条件下光合速率较低，随着温度升高光和速率升高，高温下光和速率降低。

　　3．二氧化碳浓度

　　　与光强度对光和速率的影响相似，存在饱和点与补偿点。

光合作用的应用

　　1．光能利用率=（光合成有机物含能量/单位面积日照光能量）×100%

　　2．提高光能利用率的途径

途径

措施

延长日照时间

⑴提高复种指数

⑵延长生育期

⑶补充日照时间

增加光合面积

⑴合理密植

⑵改变株型

加强光合效率

⑴增加CO2浓度

⑵减少光呼吸消耗

细胞的结构

真核细胞的结构与功能

1．细胞膜

　　⑴结构：

“流动镶嵌模型”的要点

　　　①磷脂双分子层为骨架

　　　②蛋白质分子覆盖、镶嵌或贯穿于磷脂双分子层

　　　③膜上的磷脂分子和蛋白质分子的运动使膜具有流动性——结构特点

　　　④膜物质分子的分布是不对称，外表面有糖蛋白

　　⑵细胞膜的功能

　　　①控制物质进出细胞：

体现细胞膜的功能特性——选择通透性

　　　②其它功能：

细胞识别、免疫、信息交流、催化

2．细胞质

　　⑴细胞质基质——细胞内新陈代谢的主要场所

　　　细胞骨架：

　　　细胞内由微管、微丝和中等纤维构成的蛋白纤维网架系统。

　　　功能：

①维持细胞形态、保持细胞内部结构的有序性；②与细胞运动、物质运输、能量交换、信息

　　　　　　传递、细胞分裂、基因表达、细胞分化等生命活动密切相关。

　　⑵细胞器

　　　①类别

　　　②结构与功能

名称

结构

生理功能

线粒体

双层膜包被，内膜折叠成嵴，内有基质

有氧呼吸主要场所

叶绿体

双层膜包被，类囊体构成基粒，有基质

光合作用的场所

内质网

由单位膜构成的囊腔和细管组成

核糖体和酶的附着其上

蛋白质的运输通道

脂质等有机物的合成车间

高尔基体

由膜结构组成的4~8个扁囊及周边的大、小囊泡组成

动物细胞的分泌器

承担物质运输分拣功能

和植物细胞壁形成有关

溶酶体

单层膜围成，内含多种水解酶

消化细胞内异物或自身产生碎渣

液泡

单层膜围成，内含细胞液

植物细胞水盐库和代谢库

维持细胞渗透压

核糖体

蛋白质和RNA组成的颗粒结构

合成蛋白质的场所

中心体

由微管组成的两个中心粒组成

细胞有丝分裂器

3．细胞核

　　⑴结构

　　　②核仁：

细胞分裂过程中周期性的出现和消失，与核糖体形成有关

　　　④核基质：

核内代谢场所

　　⑵功能

　　　①遗传物质贮存和复制的场所

　　　②细胞代谢和遗传的调控中心

3．细胞的生物膜系统——细胞是有机的统一整体

　　生物膜的概念：

细胞内化学组成相似，基本结构大致相同的各种膜统称为生物膜。

　　⑴结构上的联系——具有一定的连续性

　　　①直接联系：

细胞核膜、内质网膜、细胞膜相连通；

　　　②内质网膜、高尔基体膜、细胞膜物质通过有膜的小泡转化

　　⑵功能上的联系：

既有明确分工，又有相互协调。

　　　以分泌蛋白的合成、加工、分泌为例：

　　⑶生物膜系统的作用：

　　　①细胞膜具有保护细胞、控制物质交换信息传递的作用。

　　　②膜系统为酶提供附着位点，为各种化学反应创造条件

　　　③生物膜把细胞分为不同的空间，进行着不同的化学反应，从而使细胞的生命活动高效、有序。

　　⑷生物膜的应用：

人工肾（透析膜）、利用人工膜携带药物治疗疾病

原核细胞

1．原核细胞与真核细胞的共同特征

　　⑴原生质体表面分化为细胞膜，通过质膜与外界进行物质交换和信息传递，维持内环境的相对稳定。

　　⑵都以DNA和RNA作为遗传信息复制和转录的载体

　　⑶核糖体是一切细胞合成蛋白质的场所

　　⑷都以分裂方式增殖

2．原核细胞与真核细胞的主要区别

类型

真核细胞

原核细胞

细胞壁

主要成分为纤维素

主要成分为肽聚糖

每个DNA分子与蛋白质形成染色质结构，并由核膜包被

一个DNA分子无核膜包被，集中分布于核区

细胞器

种类多，有膜结构的复杂细胞器

种类少，无膜结构的复杂细胞器

细胞大小

10~100μm

1~10μm

生物类型

植物、动物、真菌

蓝藻、细菌、衣原体、支原体等

新陈代谢概念内涵

生物代谢类型

　　1.同化作用方式

类型

能源

碳源

光能自养型

化能自养型

光能

无机物氧化释放化学能

CO2

异养型

有机物中化学能

有机物

　　2.异化作用方式

类型

有氧呼吸型

无氧呼吸型

适应特征

物质转变

能量转变

有O2环境

有机物彻底氧化分解

产能多

缺O2或无O2环境

有机物分解不彻底（降解）

产能少

生物种类

绝大多数生物

乳酸菌、体内寄生虫等

物质进出细胞的方式

列表比较几种物质出入细胞的方式

自由扩散

协助扩散

（易化扩散）

主动运输

（主动转运）

胞吞胞吐

方向

高浓度→低浓度

低浓度→高浓度

与浓度无关

是否需要载体

否

是

否

囊泡和细胞膜

是否耗能

否

是

实例

H2O、CO2、O2、苯、酒精等脂溶性物质

葡萄糖入红细胞

K+、Na+通过离子通道的扩散

K+进红细胞、

葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞

唾液淀粉酶的分泌

　　　　　　　　　　　　　　　葡萄糖的主动运输与易化扩散的速率对比

　　资料：

丽藻细胞液与池水的多种离子浓度比

离子

H2PO4-

K+

Cl-

Na+

SO42-

Ca2+

Mg2+

细胞液浓度/池水浓度

18050

1065

100

物质跨膜运输的实例——观察植物细胞的质壁分离和复原实验

　　⑴渗透作用是指水分子通过生物膜的扩散。

　　⑵发生渗透作用必备的条件：

半透膜、浓度差。

　　⑶植物细胞渗透吸水原理

　　⑷渗透吸水原理的验证性实验——质壁分离和复原实验

　　　实验材料：

紫色洋葱鳞片叶外表皮

　　　实验试剂和用具：

水、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、培养皿、显微镜

　　方法步骤及实验现象：

　　思考：

举例说明质壁分离及其复原实验的应用？

（如烧苗现象）

　　判断细胞死活、确定细胞液浓度、防止烧苗现象

三、酶在代谢中的作用——降低化学反应的活化能，催化生化反应

资料：

RNA---核酶的发现

　　1978年，加拿大科学家Altman从一种叫做RnaseP的酶（由20%的蛋白质和80%的RNA组成）中分离出RNA，最初结果表明蛋白质和RNA单独都没有RnaseP酶的活性。

1983年，Altman证明在较高Mg2+存在下，单独的RNA就有催化活性，而单独的蛋白质没有。

　　1989年，美国科学家Ceech于《科学》杂志上发表“四膜虫的L—19IVS是一种酶”的文章，给具有催化能力的RNA定名为Ribozyme，以区别蛋白酶Enzyme。

1989年，Ceech和Altman共获诺贝尔奖。

酶的概念：

　　酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。

有关酶特性的探究性实验

　　⑴过氧化氢（H2O2）分解速度的比较实验

编号

底物（H2O2）

2mL

2mL.

2mL

反应条件

自然分解

Fe3+

生马铃薯汁

煮熟马铃薯汁

鲜肝液

煮沸肝液

现

象

气泡大小或多少

极少

少

多

无

多

无

卫生香燃烧程度

正常

旺盛

剧烈

正常

剧烈

正常

实验分析和结论

①酶的来源：

活细胞产生的（1对照组3、5实验组）

②酶的作用：

催化细胞内的化学反应具高效性（2对照组3、5实验组）

③酶的本质：

一类特殊的有机物，大多为蛋白质，少数为RNA

④作用条件：

适宜的温度、pH等（3、5对照组4、6实验组）

　　思考：

各试管设置的目的是什么？

　　对照组、实验组

　　⑵唾液淀粉酶催化特性的分析实验

　　实验材料：

　　1%淀粉液、1%蔗糖液、蔗糖酶溶液、蒸馏水、淀粉酶溶液、本尼迪特试剂

　　实验用具：

　　试管6只、量筒、滴管、温度计、小烧杯、酒精灯、铁架台、石棉网

主反应

对照反应

酶促反应

底物1mL

1%淀粉液

1%蔗糖液

1%麦葡混液

1%淀粉液

实验处理

鲜唾液

蒸馏水

反应条件

在370C恒温条件下保温10min左右

鉴定反应

班氏试剂

1滴

反应条件

煮沸

溶液颜色

砖红

蓝

实验分析

①反应产物：

还原糖（葡萄糖）

②催化底物：

淀粉

③反应条件：

酶、水浴加热

　　思考：

3号试管是___________的对照，4号试管作为_________________号试管的对照，主要探究酶的作用，2号试管作为1号试管的对照，主要探究_______________。

　　3号试管是鉴定反应的对照，4号试管作为1号试管的对照，主要探究酶的作用，2号试管作为1号试管的对照，主要探究酶的专一性。

酶作用的特性

　　⑴专一性：

一种酶可以与一种或一类底物发生特异性结合，催化该物质的反应

　　⑵高效性：

催化效率高

影响酶活性的因素

　　思考：

低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响分别是什么？

　　高温、过酸或过碱等因素使酶蛋白变性而失活

　　思考：

低温和高温对酶活性的影响有什么不同？

　　低温使酶的活性降低，但空间结构没有改变。

温度恢复到适宜温度，酶的活性也恢复正常。

　　高温使酶的空间结构改变而失去活性，且不可逆转。

ATP在代谢中的作用—细胞的能量“通货”

分子结构及其简式

结构特点

　　⑴蕴含两种磷酸键⑵在一定条件下，末端的高能磷酸键容易断裂或重新形成

转化特性

　　⑴在一定条件下ATP与ADP相互转化

　　⑵转化过程伴有能量贮存或释放

　　　①ADP

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