版高中生物 第三章 细胞的代谢章末总结学案 浙科版必修1.docx

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版高中生物第三章细胞的代谢章末总结学案浙科版必修1

第三章细胞的代谢

章末总结

1．光合作用是植物绿色细胞中最重要的吸能反应；细胞呼吸是所有细胞中最重要的放能反应。

2．ATP不仅是细胞中放能反应和吸能反应的纽带，更是细胞中的能量通货。

3．ATP是由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成的，其结构简式可写作A－P～P～P。

4．细胞放能反应所释放的能量可用于ATP合成，而ATP水解所产生的能量可用于吸能反应。

5．分子从高浓度处向低浓度处运动的现象叫扩散，水分子通过膜的扩散叫渗透。

6．被动转运是指物质由浓度高的一侧转运至浓度较低的一侧，它包括扩散、渗透和易化扩散。

7．逆浓度梯度的转运称为主动转运，它需要相应载体蛋白，也需要消耗能量。

8．物质进出细胞未必都通过质膜，有时某些物质会被部分质膜包被起来，然后该部分质膜与整个膜脱离，裹着物质运到内侧（胞吞）或外侧（胞吐）。

9．酶是具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。

10．酶具有促使反应物发生化学变化，而本身却不发生化学变化的特点。

11．酶作用的强弱用酶活性表示。

12．酶的高效性：

与无机催化剂相比，酶具有更强的催化效率。

13．酶的专一性：

一种酶只能催化一种底物或几种相似底物的反应。

14．影响酶活性的因素有pH、温度，pH过高过低，温度过高都会使酶失活。

15．在一定低温下，酶的活性低，空间结构稳定，并未失活，在适宜温度下酶的活性可升高。

16．细胞呼吸是指糖等有机物在细胞内氧化分解，释放能量的过程。

17．需氧呼吸经历糖酵解、柠檬酸循环和NADH中的高能电子在电子传递链中的传递三个阶段。

18．需氧呼吸的反应式：

C6H12O6＋6O2

6CO2＋6H2O＋能量。

19．厌氧呼吸是在无氧条件下发生的，最常见的类型是乳酸发酵和乙醇发酵。

20．细胞呼吸是细胞代谢的中心，它能为生命活动提供能量，为其他化合物的合成提供中间物质。

21．真核生物需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体；而厌氧呼吸的场所只有细胞溶胶。

22．用95%的乙醇提取色素的原理是色素能溶解在95%的乙醇中。

23．不同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。

24．二氧化硅有助于研磨充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。

25．层析后滤纸条上自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。

26．叶绿素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。

27．色素分布于叶绿体类囊体膜上，而与光合作用有关的酶分布于类囊体膜和叶绿体基质中。

28．光合作用分光反应和碳反应两个阶段，光反应为碳反应提供NADPH和ATP，碳反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi。

29．光反应产物是NADPH、ATP和O2，碳反应产物是三碳糖。

30．光反应场所是类囊体膜，碳反应场所是叶绿体基质。

31．光反应把光能转化成NADPH和ATP中的化学能，碳反应把NADPH和ATP中的化学能转化成三碳糖中的化学能。

32．光合速率或称光合强度，是指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用（如释放多少O2、消耗多少CO2）。

33．表观光合速率＝真正光合速率－呼吸速率。

34．影响光合速率的因素包括光强度、温度、二氧化碳浓度等，其影响通常是综合性的。

一、常考酶的实验探究

1．酶的专一性的实验探究方法——对比法

（1）设计思路：

常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。

（2）设计方案

项目

方案一

方案二

实验组

对照组

实验组

对照组

材料

同一种底物（等量）

与酶相对应的底物

另外一种底物

试剂

与底物相对应的酶

另外一种酶

同一种酶（等量）

现象

发生反应

不发生反应

发生反应

不发生反应

结论

酶具有专一性

酶具有专一性

2.温度对酶活性的影响

（1）实验原理

温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘－碘化钾溶液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。

（2）实验设计思路

检测是否出现蓝色及蓝色深浅

3．pH对酶活性的影响

（1）实验原理

①H2O2

H2O＋O2

②pH影响酶的活性，从而影响O2的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生成量的多少。

（2）实验设计思路

O2的产生速率

例1

　（2017·浙江杭州重点中学期末）下表是某同学关于酶特性的实验操作步骤，下列分析正确的是（　　）

步骤

项目

试管

甲

乙

1

注入可溶性淀粉溶液

2mL

－

2

注入蔗糖溶液

－

2mL

3

注入新鲜的蔗糖酶溶液

2mL

2mL

4

适宜温度下保温5min

5

注入本尼迪特试剂

2mL

2mL

6

酒精灯隔水加热2min

7

观察现象

A.实验的自变量是颜色的变化

B．应添加对酶和底物分别保温的处理

C．37℃是该酶的最适温度

D．实验结论是酶具有专一性

答案　D

解析　分析表格信息可知，实验的自变量是反应底物，因变量是注入本尼迪特试剂后是否会出现红黄色沉淀，因此该实验的目的是研究酶的专一性，结论是酶具有专一性，A错误，D正确；该实验中温度是无关变量，不需要对酶和底物分别做保温处理，B错误；实验并未体现不同的温度条件，无法判断酶的最适温度，C错误。

二、条件骤变对光合作用物质含量变化的影响

1．利用光合作用简图理解光反应和碳反应之间的关系

（1）光反应为碳反应提供NADPH、ATP，碳反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋。

（2）没有光反应，碳反应无法进行；没有碳反应，有机物无法合成，光反应也会受到抑制。

2．模型法分析物质的量的变化

注：

（1）以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。

（2）以上各物质变化中，三碳酸分子和RuBP含量的变化是相反的，NADPH和ATP含量变化是一致的。

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，其叶片碳反应中三碳酸分子和RuBP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____________（填空“三碳酸分子”或“RuBP”）。

（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，碳反应中三碳酸分子和RuBP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强度比CO2浓度为1%时的________（填“高”或“低”），其原因是________________________________________。

答案　

（1）三碳酸分子　

（2）碳反应速率在该环境中已达到稳定，即三碳酸分子和RuBP的含量稳定，根据碳反应的特点，此时三碳酸的分子数是RuBP的2倍　当CO2浓度突然降低时，RuBP的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致RuBP积累　（3）高　（4）低　CO2浓度低时，碳反应的强度低，所需的ATP和NADPH少

解析　

（1）CO2浓度降低时，三碳酸分子产生减少而消耗继续，故三碳酸分子的浓度降低，所以物质A代表的是三碳酸分子。

（2）在正常情况下，1molCO2与1molRuBP结合形成2mol三碳酸分子，即三碳酸分子的浓度是RuBP浓度的2倍。

CO2浓度迅速下降到0.003%后，RuBP的产生量不变而消耗量减少，故RuBP的浓度升高。

（3）CO2浓度继续处于0.003%时，因光反应产物NADPH和ATP的积累而抑制光反应过程，从而引起碳反应中RuBP的浓度又逐渐降低，而三碳酸分子的浓度逐渐升高，在达到相对稳定时，三碳酸分子的浓度仍是RuBP浓度的2倍。

（4）CO2浓度较低时，碳反应减弱，需要的NADPH和ATP量减少，故CO2浓度为0.003%时，在较低的光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

　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细胞呼吸的影响，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细胞呼吸消耗的有机物的量相等

答案　A

解析　该图中两条曲线分别表示光照下CO2的吸收量（即植物积累的有机物量）和黑暗中CO2的释放量（细胞呼吸消耗有机物的量），因此，光合作用制造的有机物应该是两条曲线的数值之和。

35℃时光合作用制造的有机物的量为（3.5＋3）mg/h,30℃时光合作用制造的有机物的量为（3＋3.5）mg/h，故光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等；制造有机物最多的不是25℃条件下，而是30～35℃，积累量最多的是25℃条件下；光合作用制造的有机物与细胞呼吸消耗的有机物的量相等的点应是光照下植物不吸收CO2的点，而不是图中两条曲线的交点。

四、光合速率及其测定方法

1．表示方法

单位时间内单位面积叶片吸收CO2（或放出氧气，或积累有机物）的量。

植物在进行光合作用吸收CO2的同时，还进行细胞呼吸释放CO2，而细胞呼吸释放的部分或全部CO2未出植物体又被光合作用利用，所以把在光照下测定的CO2的吸收量（只是光合作用从外界吸收的量，没有把细胞呼吸产生的CO2计算在内）称为表观光合速率或净光合速率。

如果在测光合速率时，同时测其呼吸速率，把它加到表观光合速率上去，得到真正光合速率。

即：

真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。

2．测定方法

（1）NaHCO3溶液作用：

烧杯中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。

（2）植物光合速率测定指标：

植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的液滴右移。

单位时间内液滴右移的体积即表示表观光合速率。

（3）条件：

整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的条件。

（4）可增加一实验装置（NaHCO3换为等量的NaOH）给予遮光处理，用于测定植物呼吸速率。

例4

　某同学利用如图所示的装置研究CO2含量以及光强度对某种树叶光合作用的综合影响。

实验用生长状况相同的若干同种新鲜叶片，在室温25℃下进行，缓冲液能调节密闭小室CO2浓度始终保持相对恒定。

用相应装置精确测量，结果如下表。

请分析回答下列问题：

组别

实验条件

液滴移动（mL·h－1）

光强度（lx）

CO2（%）

1

800

0.03

右移6.0

2

1000

0.03

右移9.0

3

1000

0.05

右移11.2

4

1500

0.05

右移11.2

5

1500

0.03

右移9.0

（1）第3组装置液滴右移的生理原因是_______________________________________________

________________________________________________________________________。

该装置在2h内，缓冲液释放到密闭小室空间的CO2约为________mg。

第3、4两组的结果相同，限制第4组光合作用的非生物因素主要是____________________________。

（2）装置虽均置于25℃环境下，但有同学认为液滴移动的量不一定真正代表光合作用释放O2的量，因为光照引起的________会导致密闭小室气体的物理膨胀。

由此，实验方案应再作相应完善。

（3）某同学认为本实验不能令人信服地说明光照和CO2浓度的相互作用，使光合作用进一步增强。

该同学又增设了一组实验，你认为该组的实验条件组合是_________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）光合作用产生的O2多于细胞呼吸消耗的O2　44　CO2浓度　

（2）温度变化（升高）　（3）光强为800lx，CO2浓度为0.05%

解析　缓冲液的作用是维持密闭空间内CO2浓度的稳定，即树叶从空间吸收的CO2量与缓冲液释放的CO2量相等。

而空间气体体积增加量（树叶释放O2量）等于树叶从空间吸收的CO2量，即11.2mL/h×2h＝22.4mL。

第3、4组接受的光强度不同，但光合速率相同，故CO2浓度是限制第4组光合作用的主要非生物因素。

1．下表是其他条件均为最适情况下探究乳糖酶催化乳糖水解的相关实验结果，以下分析正确的是（　　）

实验一（乳糖浓度为10%）

实验二（酶浓度为2%）

酶浓度

相对反应速率

乳糖浓度

相对反应速率

0

0

0

0

1%

25

5%

25

2%

50

10%

50

4%

100

20%

65

5%

200

30%

65

A.实验一若继续增加酶浓度，相对反应速率不再增大

B．实验二若继续增加乳糖浓度，相对反应速率会增大

C．实验二若将反应温度提高5℃，相对反应速率将增大

D．实验一的自变量是酶浓度，实验二的自变量是乳糖浓度

答案　D

解析　在底物足够多的情况下，酶促反应速率会随酶浓度增加而加快；当所有的酶都参与反应时，反应速率达到最大值，不会再随底物的增多而发生变化；本实验结果是在其他条件均为最适情况下获得的，故提高温度，反应速率会下降。

2．（2017·浙江湖州期末）关于探究酶特性实验的叙述中，正确的是（　　）

A．在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”活动中，可选择氧气的最终收集量作为观察指标

B．在“探究过氧化氢酶的高效性”活动中，可选择无机催化剂作为对照

C．在“探究酶的专一性”活动中，自变量一定是酶的种类

D．在“探究温度对淀粉酶活性的影响”活动中，可选择本尼迪特试剂对实验结果进行检测

答案　B

解析　在“探究pH对酶活性的影响”活动中，酶不会改变化学反应的平衡点，各组最终收集的氧气量是一样的，因此不可选择氧气的收集量作为观察指标，A错误；酶与无机催化剂相比，酶具有高效性，因此在“探究过氧化氢酶的高效性”活动中，可选择无机催化剂作为对照，B正确；在“探究酶的专一性”活动中，自变量可以是酶的种类，也可以是底物的种类，C错误；在“探究温度对淀粉酶活性的影响”活动中，若使用本尼迪特试剂，则需要水浴加热，这会干扰实验结果，D错误。

3．（2017·浙江温州中学3月模拟）为研究细胞呼吸方式，取右图装置2组，甲组为A处放一定质量的某种种子、B处放一定量NaOH溶液，乙组为A处放等量同种种子、B处放等量蒸馏水。

相同时间后，观察液滴移动情况，下列叙述正确的是（　　）

A．乙组液滴一定是右移或不移动

B．甲组液滴移动的量可代表种子细胞呼吸产生的CO2量

C．设计乙组装置是为了测定种子消耗的O2量与产生的CO2量的差值

D．为了提高实验精确度，可再设置一个A中为等量煮熟的种子，B中为等量NaOH溶液的丙装置

答案　C

解析　乙组B处放等量蒸馏水，其对装置内气体变化无影响，乙组液滴移动是由细胞呼吸消耗的氧气量与释放的二氧化碳量的差值决定的。

乙组中，若种子仅以葡萄糖为底物进行需氧呼吸，则消耗的氧气量和释放的二氧化碳量相等，液滴不移动；若种子进行厌氧呼吸，则不消耗氧气，但释放二氧化碳，使得装置内气压增大，液滴右移；但种子还可能以脂肪等为底物进行细胞呼吸，若以脂肪为底物进行需氧呼吸，则消耗的氧气量大于释放的二氧化碳量，液滴左移，A错误；甲组B处放一定量NaOH溶液，其能吸收二氧化碳，所以甲组装置内的气压变化仅由氧气量变化引起，B错误；乙组B处放等量蒸馏水，其对装置内气体变化无影响，液滴移动是由细胞呼吸消耗的氧气量与释放的二氧化碳量的差值决定的，C正确；本实验是为了探究细胞呼吸的方式，不需要再设置一个A中为等量煮熟的种子，B中为等量NaOH溶液的丙装置，D错误。

4．（2017·浙江诸暨中学期中）图甲、乙是一定条件下测得的某植物叶片净光合速率变化曲线。

下列叙述正确的是（　　）

A．a点条件下，适当提高温度，净光合速率减小

B．b点条件下，适当增强光照，净光合速率增大

C．c点条件下，适当提高温度，净光合速率增大

D．d点条件下，适当增强光照，净光合速率增大

答案　D

解析　图甲是在20℃条件下测定的结果，a点条件下，适当提高温度，净光合速率增大，A错误；图乙是M光强度下测得的，由甲图可知，M光强度为该植物叶片光合作用的光饱和点，即乙图b点条件下，适当增强光照，也不能提高净光合速率，B错误；c点是最适温度，c点条件下，适当提高温度，净光合速率降低，C错误；甲图是在20℃时测得的曲线图，也就是乙图的b点，在升高温度到40℃时，图甲曲线会变化，M点会右移，净光合速率增大，D正确。

5．用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5m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

4.9mg

5.6mg

3.8mg

A.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1.1mg

C．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1.1mg

答案　B

解析　甲瓶－丙瓶即4.9－3.8＝1.1（mg），可表示一昼夜丙瓶中生物细胞呼吸量，乙瓶－甲瓶即5.6－4.9＝0.7（mg），可表示一昼夜乙瓶中生物净产生的氧气量，因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量＝1.1mg＋0.7mg＝1.8mg，B正确，D错误；丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所有细胞溶胶、线粒体基质，A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错误。

6．人体肝细胞内CO2分压和K＋浓度高于细胞外，而O2分压和Na＋浓度低于细胞外，上述四种物质中通过主动转运进入该细胞的是（　　）

A．CO2B．O2

C．K＋D．Na＋

答案　C

解析　人体肝细胞内CO2分压高于细胞外，运输出细胞是顺浓度梯度的，属于扩散，故A错误；人体肝细胞内的O2分压低于细胞外，进入细胞是顺浓度梯度的，属于扩散，故B错误；人体肝细胞内K＋浓度高于细胞外，而肝细胞能吸收K＋，即K＋是逆浓度梯度运输进细胞的，属于主动转运，故C正确；人体肝细胞内Na＋浓度低于细胞外，所以Na＋是顺浓度梯度进入肝细胞的，不属于主动转运，故D错误。

7．处于平静状态和剧烈运动状态下的骨骼肌细胞，分解葡萄糖过程中产生的CO2mol数与消耗的O2mol数的比值，分别是（　　）

A．等于1.0、小于1.0

B．等于1.0、等于1.0

C．小于1.0、小于1.0

D．等于1.0、大于1.0

答案　B

解析　骨骼肌细胞进行需氧呼吸的产物是二氧化碳和水，且分解葡萄糖过程中产生的CO2mol数与消耗的O2mol数相等，厌氧呼吸的产物是乳酸，因此，处于平静状态和剧烈运动状态下的骨骼肌细胞，分解葡萄糖过程中产生的CO2mol数与消耗的O2mol数的比值均等于1，B项正确。

8．叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发生在叶绿体的（　　）

A．内膜上B．基质中

C．类囊体膜上D．各部位上

答案　C

解析　光合作用的两个阶段分别发生在叶绿体的不同部位，叶绿体中的色素能够吸收光能，而色素只分布于叶绿体的基粒膜上。