人教版（2019）高中生物必修一 第5章《细胞的能量供应和利用》单元复习课件

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第5章 单元核心素养复习第一部分课前热身(1)酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用(　　)(2)胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP的生成(　　)(3)细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与(　　)(4)酶是在核糖体上合成的生物大分子(　　)√×√×(5)比较H2O2在加了新鲜肝脏研磨液和加热时的分解速率，可验证酶具有高效性(　　)(6)一种化合物只有一种酶的结合位点是酶专一性的基础(　　)(7)用豆浆、淀粉酶、蛋白酶探究酶的专一性，可选用双缩脲试剂进行检验(　　)×××(1)腺嘌呤可以存在于DNA、RNA、ATP和某些酶分子中(　　)(2)AMP(腺苷一磷酸)可为人体细胞RNA的自我复制提供原料(　　)(3)ATP是细胞内唯一的直接供能物质(　　)(4)一分子AMP中只有一个特殊的化学键(　　)√×××(5)酶的水解需要ATP供能， ATP 的水解需要酶的催化(　　)(6)ATP水解酶合成和发挥作用时都伴随ADP的生成(　　)(7)人在剧烈运动时，骨骼肌细胞合成的ATP远多于水解的ATP(　　)√××(1)乳酸菌的细胞质中能产生[H]、ATP和CO2等物质(　　)(2)细胞内生成的NAD＋参与葡萄糖转化成丙酮酸的反应(　　)(3)若某真核细胞没有线粒体，则该细胞不能进行有氧呼吸(　　)(4)无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能形式散失，其余储存在ATP中(　　)(5)小白鼠吸入18O2后，尿中的水可能含18O，呼出的CO2也可能含18O(　　)(6)丙酮酸在细胞质基质和线粒体基质中分解释放的能量都可用于ATP的合成(　　)×√√×√×(1)水分能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内，从而影响光合作用(　　)(2)若适当升高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则光补偿点应相应地向右移动(　　)(3)农作物栽种密度越大，接受光照的叶面积也越大，单位面积产量越高(　　)(4)阴雨天，菠菜叶肉细胞叶绿体中光反应速率下降、暗反应速率基本不变(　　)√√××(1)农作物的合理密植的原理要用到叶面积系数，该系数既影响光能利用率又影响总呼吸速率(　　)(2)玉米和大豆间作，减少了氮肥的使用量、降低了单位面积的总产量(　　)(3)夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量(　　)(4)农业生产常采用强光植物和弱光植物高矮间作的方法提高农田的光能利用率(　　)(5)当棉桃被摘掉后，靠近棉桃的叶片光合作用速率下降(　　)×√√√√第二部分知识梳理比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)方法步骤几乎不分解对照少量促进过氧化氢发亮过氧化氢酶燃烧猛烈(2)实验过程的变量及对照分析实验对象温度和催化剂H2O2分解速率气泡产生的多少实验结果(3)实验结论加热催化作用高效性酶的作用和本质1.酶的催化作用机理(1)活化能：分子从常态转变为 的活跃状态所需要的能量称为活化能。(2)酶催化作用的原理： 的活化能。(3)意义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在 条件下快速有序地进行。容易发生化学反应降低化学反应温和2.酶本质的探究历程3.酶的本质和作用活细胞蛋白质RNA氨基酸或核糖核苷酸催化数量活化能化学性质细胞核或核糖体拓展 提升科学思维1.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图所示，请思考回答下列问题：提示　不相同。观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA，乙酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则乙酶为蛋白质。2.乙酶活性改变的机理是什么？其活性能否恢复？提示　乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失，这种活性的改变不可逆转，故无法恢复。酶的高效性和专一性1.酶具有高效性(1)定义：与 相比，酶降低活化能的作用 ，催化效率更高。(2)意义：使细胞代谢快速进行。(3)曲线分析①曲线分析：酶对应曲线 ，无机催化剂对应曲线B，未加催化剂对应曲线 (填字母)。②结论：与无机催化剂相比，酶的催化效率 。无机催化剂更显著AC更高2.酶具有专一性(1)定义：每一种酶只能催化 化学反应。(2)探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用①实验步骤及结果一种或一类②实验结论：______________________________________________________________。(3)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性多酚氧化酶(PPO)催化的酶促反应是储运过程中引起果蔬褐变和品质劣变的主因，果蔬运输过程中加入适量的柠檬酸能延长保鲜时间。抑制剂与酶结合引起酶活性降低或丧失的过程称为失活作用。根据抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制和非竞争性抑制，图甲为两种抑制剂的作用机理模型，图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，柠檬酸对PPO活性的影响为曲线c对应情况。拓展 提升科学思维(1)竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？提示　竞争性抑制剂的分子结构与底物的非常相近，可以与底物竞争酶活性部位来影响催化效果。(2)非竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？提示　非竞争性抑制剂与酶结合后，诱导酶的空间结构发生改变，使酶失去活性。ATP的结构C、H、O、N、PA－P～P～P腺苷磷酸基团腺嘌呤腺苷腺嘌呤核糖核苷酸ADPATP特殊的化学键ATP与ADP的相互转化1.ATP的水解：需要水解酶的参与。2.ATP的合成：需要ATP合成酶的参与。细胞质基质、线粒体、叶绿体细胞质基质、线粒体有机物中的化学能ATP的利用1.ATP的主要功能①ATP是细胞内的一种 ，是细胞生命活动所需能量的__________。②ATP是细胞内流通的能量“货币”：吸能反应一般与ATP 的反应相联系，由ATP水解提供能量。放能反应一般与ATP的 相联系。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。高能磷酸化合物直接来源水解合成2.ATP供能机制①ATP为主动运输提供能量的过程ATP水解的酶末端磷酸基团能量的转移载体蛋白的磷酸化空间结构②ATP供能机制ATP水解释放的 使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，_________发生变化， 也被改变，因而可以参与各种化学反应。磷酸基团空间结构活性探究酵母菌细胞呼吸的方式1.细胞呼吸(1)概念：是指有机物在细胞内经过一系列的 ，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成 的过程。(2)类型： 。氧化分解ATP有氧呼吸和无氧呼吸2.探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)酵母菌是一类 ，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于____________，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。(2)科学的研究方法——对比实验设置两个或两个以上的 ，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫 实验。单细胞真菌兼性厌氧菌实验组相互对照(3)实验过程及结果①连接装置(甲为有氧呼吸实验装置，乙为无氧呼吸实验装置)注意　B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。②实验结果和结论短且混浊程度较大长且混浊程度较小变黄且时间短变黄且时间长不变色由橙色变成灰绿色(4)本实验为对比实验，分析各种变量：①自变量为 。②因变量为_______________________________。CO2的鉴定：CO2可使___________变混浊，也可使 溶液由蓝变绿再变黄。酒精的鉴定：酒精与橙色的 溶液在 条件下发生化学反应，变成 色。③无关变量： 等，要遵循 原则。氧气的有无CO2产生的速率；酒精产生的速率澄清石灰水溴麝香草酚蓝重铬酸钾酸性灰绿温度、试剂用量等量细胞呼吸的方式和过程1.有氧呼吸(1)过程图解细胞质基质线粒体基质线粒体内膜2.有氧呼吸过程的总结①[H]是指NADH(还原型辅酶Ⅰ)。②有氧呼吸过程中，水的利用发生在 阶段，水的产生发生在 阶段，氧的利用发生在 阶段，CO2的产生发生在 阶段。因此，CO2中的氧来自 ，生成物水中的氧来自____。③有氧呼吸过程的三个阶段都释放能量，释放能量最多的是 阶段。能产生[H]的步骤有 阶段，产生的[H]能与氧气结合形成水，并释放 。④在有氧呼吸过程中[H]的转移途径为 、 到____________；而NAD＋相反。第二第三第二葡萄糖和水O2第三第一、二大量能量细胞质基质线粒体基质线粒体内膜第三2.无氧呼吸(1)过程乳酸酒精和CO2(2)不同生物无氧呼吸产物类型及原因乳酸基因酒精和CO23.无氧呼吸与有氧呼吸的比较细胞质基质和线粒体乳酸少量细胞呼吸类型的判断及相关计算1.判断细胞呼吸方式有氧乳酸无氧呼吸脂质2.细胞呼吸反应中各物质量的比例关系(1)反应式①有氧呼吸②无氧呼吸(2)相关物质间量的比例关系①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。③有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量：有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝_____。④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：无氧呼吸∶有氧呼吸＝_____。3∶43∶13.呼吸装置的分析(1)装置1中加入NaOH溶液的目的是______________，根据着色液滴移动的距离可测出呼吸作用消耗的氧气的体积。(2)装置2中着色液滴移动的距离代表呼吸作用__________________________________________。吸收二氧化碳消耗的氧气和释放的二氧化碳的体积的差值(3)实验结果分析：判定呼吸方式时，底物一般是葡萄糖。分析如下：只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产生乳酸的无氧呼吸只进行产生酒精的无氧呼吸既进行有氧呼吸又进行产生酒精的无氧呼吸细胞已死亡或只进行产生乳酸的无氧呼吸(4)为了排除环境因素对实验结果的干扰，需要设置对照实验，该对照组的设置方法是_____________________________________。(5)若装置1、2中的着色液滴均左移，则可能的原因是_______________________________________________。在装置中装入煮熟的种子，其他条件不变吸时，底物中除糖类外还含有脂肪种子进行有氧呼捕获光能的色素和结构及光合作用的原理1.绿叶中色素的提取和分离(1)实验原理无水乙醇层析液有机溶剂层析液溶解度快(2)实验步骤二氧化硅碳酸钙扩散均匀(3)实验结果分析胡萝卜素蓝紫光叶绿素a蓝紫光和红光黄色黄绿色结果分析：①色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有_____色素。②色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量 。色素带最宽的是 ，最窄的是 ，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。③色素带扩散速度与 有关，扩散速度越快说明溶解度越 。④相邻两条色素带之间距离最远的是 ，最近的是_________________。四种越多叶绿素a胡萝卜素溶解度高胡萝卜素和叶黄素叶绿素a和叶绿素b2.叶绿体中的色素及色素的吸收光谱叶绿素b叶绿素a由图可以看出：(1)叶绿体中的色素只吸收_______，而对红外光和紫外光等不吸收。(2)叶绿素对_____________的吸收量大，类胡萝卜素对________的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。可见光红光和蓝紫光蓝紫光叶绿体的结构和功能1.叶绿体的结构和功能(1)叶绿体立体结构光合色素分布于 上。光合作用的酶分布于______________________________。(2)叶绿体的功能：进行光合作用的场所。(3)叶绿体中色素的功能： 、 、 光能。外膜内膜类囊体基质基粒类囊体薄膜叶绿体基质、基粒(或类囊体膜)吸收传递转化2.叶绿体功能的实验验证(1)资料1：(必修1 P100)①实验者：德国科学家 。②实验结论a.叶绿体能 用于光合作用放 。b.叶绿体主要吸收 。恩格尔曼吸收光能氧红光和蓝紫光(2)资料2(必修1 P101)：在叶绿体的类囊体膜上和基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。该资料说明光合作用的有关生化反应在 中进行。(3)总结：在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的_________，在 中，还有许多进行光合作用所必需的酶。 是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。叶绿体色素分子类囊体膜上和叶绿体基质色素和酶光合作用的原理1.探索光合作用原理的部分实验甲醛光合作用希尔反应同位素示踪阿尔农ATP水的光解2.光合作用的概念及反应式(1)光合作用的概念：绿色植物通过 ，利用 ，将____________转化成储存着能量的 ，并且释放出 的过程。叶绿体光能二氧化碳和水有机物氧气3.光合作用的过程短促缓慢类囊体薄膜基质ADP＋Pi＋能量ATP和NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能O2和H＋ATP和NADPHATP和NADPH中的化学能ATP和NADPH光合作用的影响因素及其应用1.光合作用强度(1)概念：植物在 内通过光合作用制造 的数量。(2)表示方法：用一定时间内 来定量表示。2.探究光照强度对光合作用强度的影响(1)实验原理：抽去圆形小叶片中的气体后，叶片在水中 ，光照下叶片进行光合作用产生 ，充满细胞间隙，叶片又会 。光合作用越强，单位时间内圆形小叶片上浮的数量 。单位时间糖类原料消耗或产物生成的数量下沉氧气上浮越多(2)实验中变量分析光照强度光源与烧杯的距离光合作用强度叶片浮起数量叶片大小、溶液的量2.外部环境因素(1)光照强度①原理：光照强度通过影响植物的 反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度 ，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应中C3还原过程加快，从而使光合作用产物增加。光加快②曲线分析呼吸大于等于小于释放O2③应用：温室生产中，适当增强 ，以提高光合速率，使作物增产；阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。光照强度(2)CO2浓度①原理：CO2影响 反应阶段，制约___的形成。②曲线分析图1中 点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的 浓度。B点和B′点都表示CO2 点。③应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”、增施农家肥等_____CO2浓度，提高光合速率。暗C3A最低饱和增大(3)温度①原理：温度通过影响 影响光合作用。②曲线分析酶的活性增大最适减小③应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当 温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。降低图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。图2曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，蒸腾作用过强，部分气孔关闭，影响了______的供应。(4)水分①原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的 ，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。②曲线分析介质CO2第三部分核心素养1.下列关于植物细胞中光合色素的说法，正确的是A.光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上B.Mg是构成叶绿素所必需的微量元素C.叶绿素对绿光吸收最多，所以叶片呈绿色D.用纸层析法分离色素时，含量多的色素在滤纸上扩散快√2.(2023·江苏高邮高三模拟)下列与ATP和酶有关的叙述，正确的是A.酶与ATP的合成都需要模板B.酶的合成不需要ATP提供能量C.ATP与绝大多数酶的组成元素相同D.能合成酶的细胞一定能产生ATP√1.在教材“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验中，叶片上浮的原因是什么？提示　叶片光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，会释放O2，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。2.在“探究光照强度对光合作用强度的影响实验”中，若改用普通灯泡(钨丝)作为光源，应注意什么，怎样改进？提示　若改用普通灯泡作为光源应注意灯泡发热造成的温度变化对实验的影响，应在灯泡和光源之间加一玻璃水柱进行隔温处理。1.某生物兴趣小组将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中，以LED灯作为光源，移动LED灯调节其与大试管的距离，分别在10 ℃、20 ℃和30 ℃下进行实验，观察并记录单位时间内不同距离下枝条产生的气泡数目，结果如图所示。下列相关叙述不正确的是A.该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响B.A点和C点的限制因素分别为温度和光照强度C.B点条件下伊乐藻能进行光合作用D.若在缺镁的培养液中进行此实验，则B点向 右移动√2.如图为“探究影响植物光合速率的因素”实验装置图，下列关于该图的说法正确的是A.用盛水玻璃柱吸收灯光热量 是使光均匀照射水藻B.向光源方向移动试管，试管 内的水温不会有显著变化C.该实验装置测出的植物光合速率为总光合速率D.改变盛水玻璃柱与灯的距离可以用来探究光照强度对光合作用的影响√(一)珍爱生命·健康生活有氧运动是指人体在氧气充分供应的情况下进行的体育锻炼，比如慢跑、骑自行车等。在有氧运动时，体内积存的糖分会被氧化而消耗，同时脂肪也会加快“燃烧”，是健康的减肥方法，并且能增加心肺功能。无氧运动是肌肉在缺氧的状态下高速剧烈的运动，例如，举重、百米冲刺、摔跤等。无氧运动过后能增大肌肉和脂肪的比率，增加肌肉新陈代谢率，提高身体免疫力。两种运动过程中有氧呼吸和无氧呼吸的供能比例不同。1.有氧呼吸与有机物在体外燃烧有什么不同？对生物体有何意义？1.探究温度和pH对酶活性的影响(1)探究温度对酶活性的影响①反应原理麦芽糖②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响 ，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。淀粉的水解(2)探究pH对酶活性的影响②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用___________________的情况来检验O2的生成速率。带火星的卫生香燃烧(3)实验步骤和结果①探究温度对酶活性的影响取6支试管，分别编号为1与1′、2与2′、3与3′，并分别进行以下操作。呈蓝色无蓝色出现呈蓝色过高或过低提示　(1)与体外燃烧相比，有氧呼吸过程温和，能量经过一系列的化学反应逐级释放；有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在ATP中，大部分以热能形式散失。(2)对生物体的意义：使有机物中的能量逐步转移到ATP中，逐步缓慢释放能量，保证有机物中的能量得到最充分的利用，而且有利于维持细胞的相对稳定状态。2.“百米冲刺”后运动员感觉肌肉酸胀乏力的原因是什么？提示　在无氧运动中，肌细胞因氧气不足，要靠乳酸发酵来获取能量，因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。3.无氧呼吸过程中能量的去路有哪些？提示　(1)大部分储存在酒精或乳酸中。(2)释放的能量中大部分以热能形式散失。(3)释放的能量中少部分储存在ATP中。(二)科普成果·激励创新“二氧化碳人工合成淀粉”入选2021年度中国生命科学十大进展，中科院研究人员受到了自然光合作用的启发，在太阳能分解水的技术上，开发出了高效的化学催化剂，再利用“光能→电能→化学能”的能量转变方式，将二氧化碳固定还原成了更容易溶于水的甲醇等一碳化合物(C1)。在这个步骤中，光能的能量转化效率超过10%，远超自然光合作用的能量利用效率(2%)。完整的人造淀粉合成代谢路线(ASAP)如图所示：1.图示模拟的是光合作用的什么过程？人工合成淀粉过程和自然光合作用下关于二氧化碳的固定是否相同，为什么？提示　暗反应；不相同；人工合成淀粉过程中二氧化碳固定还原成了更容易溶于水的甲醇等一碳化合物，而自然光合作用下二氧化碳固定合成的是三碳化合物。2.图中显示CO2还原需要人工提供的能量来自__________。植物叶肉细胞中碳的还原所需要能量由______________提供。3.在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，人工合成淀粉过程中糖类的积累量等于植物吗？为什么？提示　不等于；因为人工合成淀粉过程中没有呼吸作用消耗糖类。H2、ATPNADPH、ATP4.从生态环境的角度阐述人工合成淀粉的意义。提示　有助于避免使用农药和化肥对环境等负面影响；从实现碳中和角度来说可以直接减少空气中的CO2等。第四部分体验高考1.(2022·山东，4)植物细胞内10%～25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是A.磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同B.与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少C.正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物 的生成D.受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成√2.(2022·江苏，8)下列关于细胞代谢的叙述正确的是A.光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化B.供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇C.蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATPD.供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP√3.(2022·湖南，3)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋 白酶洗涤剂的去污效果D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂 使用量，减少环境污染√4.(2022·湖南，13改编)在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因不可能是A.叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少B.光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定 的CO2量C.叶绿体类囊体薄膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效 率降低D.光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降√