人教版 (新课标)高中生物必修1 第四章《细胞的能量供应和利用》章末知识点总结

这是一份人教版 (新课标)高中生物必修1 第四章《细胞的能量供应和利用》章末知识点总结，共12页。
《细胞的能量供应和利用》章末总结【要点必备】1．酶并非都是蛋白质，少数酶是RNA；酶具有催化作用，其原理是降低化学反应的活化能。2．酶的作用具有高效性、专一性和作用条件温和等特性。3．ATP中远离A的高能磷酸键易断裂，也易形成(伴随能量的释放和储存)。生物体内ATP含量不多，但转化迅速，能保证持续供能。4．植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体，而动物产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。光合作用的光反应产生的ATP只用于暗反应中C3的还原，而细胞呼吸产生的ATP用于除C3还原之外的各项生命活动。5．有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，反应式为：C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq \o(――→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量。无氧呼吸的场所是细胞质基质，反应式为：C6H12O6eq \o(――→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2＋少量能量或C6H12O6eq \o(――→,\s\up7(酶))2C3H6O3＋少量能量。6．光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜，产物是O2、[H]和ATP。暗反应的场所是叶绿体基质，产物是有机物和ADP、Pi。7．光合作用中的物质转变为：14CO2→14C3→(14CH2O)；H218O→18O2。8．光合作用的能量转变为：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。【规律整合】一、生物细胞呼吸方式的判断1．根据生物的类型判断：原核生物无线粒体，大多进行无氧呼吸产生乳酸(如乳酸菌)或者酒精和二氧化碳，但也有些原核生物进行有氧呼吸，如醋酸杆菌、蓝藻等。高等动物无氧呼吸都是产生乳酸的，高等植物绝大部分无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，也有产生乳酸的，如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚(可记忆为“马吃甜玉米”)等。2．根据反应物、产物的类型判断(1)消耗O2→有氧呼吸，但无法确定是否同时进行了无氧呼吸。(2)有H2O生成→有氧呼吸，但无法确定是否同时进行了无氧呼吸。(3)无CO2产生→产生乳酸的无氧呼吸。(4)有CO2生成①CO2产生量＝O2消耗量→有氧呼吸。②CO2产生量>O2消耗量→有氧呼吸与无氧呼吸并存。③只生成CO2不消耗O2→产生酒精的无氧呼吸。(5)有酒精产生①酒精量＝CO2量→只进行产生酒精的无氧呼吸。②酒精量小于CO2量→既进行有氧呼吸，又进行产生酒精的无氧呼吸，多余的CO2来自有氧呼吸。(6)有乳酸产生①产生乳酸不产生CO2→只进行产生乳酸的无氧呼吸。②同时产生乳酸和CO2→进行产生乳酸的无氧呼吸和有氧呼吸。【例1】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 h后测定O2的吸收量和CO2的释放量，如表所示：下列有关叙述中正确的是（ ）A．苹果果肉细胞在O2浓度为0～3%和5～25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸B．储藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件C．O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多D．苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳答案：B解析：只要氧气的吸收量不为0，就说明进行了有氧呼吸，故O2浓度为1%～3%时既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，A项错误；O2浓度超过20%时，随O2浓度的增大，有氧呼吸不再增强，C项错误；苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生酒精和二氧化碳，D项错误；O2浓度为5%时，CO2释放量最少，说明细胞呼吸最弱，有机物消耗最少，有利于储藏苹果，B项正确。二、分析当光照与CO2浓度发生骤变时，C3、C5、[H]和ATP的变化【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，其叶片暗反应中C3和C5化合物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“C3”或“C5”)。(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________(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照强度比CO2浓度为1%时的________(填“高”或“低”)，其原因是________________________。答案：(1)C3 (2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍 当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率减慢，导致C5积累 (3)高 (4)低 CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需的ATP和[H]少解析：(1)CO2浓度降低时，C3产生减少而消耗继续，故C3的浓度降低，所以物质A代表的是C3。(2)在正常情况下，1 mol CO2与1 mol C5结合形成2 mol C3，即C3的浓度是C5浓度的2倍。CO2浓度迅速下降到0.003%后，C5的产生量不变而消耗量减少，故C5的浓度升高。(3)CO2浓度继续处于0.003%时，因光反应产物[H]和ATP的积累而抑制光反应过程，从而引起暗反应中C5的浓度又逐渐降低，而C3的浓度逐渐升高，在达到相对稳定时，C3的浓度仍是C5浓度的2倍。(4)CO2浓度较低时，暗反应强度较弱，需要的[H]和ATP量减少，故CO2浓度为0.003%时，在较低的光照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】植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是（ ）A．在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体B．该植物叶片的呼吸速率是5 mg CO2/(100 cm2叶·小时)C．在一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45 mgD．已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。若将温度提高到30 ℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移，c点将下移答案：A解析：由题图可知，在a点所示条件下，该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，所以在a点该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体；将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，每100 cm2叶片CO2的净吸收量为10×11＝110(mg)，其余时间置于黑暗中，每100 cm2叶片CO2的释放量为5×13＝65(mg)，故每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为110－65＝45(mg)；若将温度升高到30 ℃，则细胞呼吸强度会增大，光合作用强度会减小，故b点将右移，c点将下移。四、光合速率与呼吸速率的测定装置1．装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时，NaHCO3 溶液可提供CO2，保证容器内CO2浓度的恒定。2．测定原理(1)甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。(2)乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。(3)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。【例4】用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m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（ ）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1.1 mgC．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1.1 mg答案：B解析：本实验中氧气含量甲瓶－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产生的净氧气量，因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量＝1.1 mg＋0.7 mg＝1.8 (mg)，B项正确，D项错误；丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体基质，A项错误；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项错误。【跟踪训练】1．光合作用过程中，水的分解及C3形成糖类所需要的能量（ ）A．分别来自细胞呼吸产生的ATP和光能B．都来自细胞呼吸产生的ATPC．分别来自光能和光反应产生的ATPD．都来自光反应产生的ATP答案：C解析：水的光解利用的能量来自光能，C3的还原过程需要的能量来自光反应产生的ATP。2．陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为（ ）①产生的酒精对细胞有毒害作用 ②产生的乳酸对细胞有毒害作用③没有专门的无氧呼吸结构 ④产生的能量太少A．①② B．①④ C．②③ D．③④答案：B解析：长期进行无氧呼吸，一是产生的能量太少，二是产生的酒精对细胞有毒害作用。3．如图表示在不同光照强度下，某植物的氧气释放量。该植物在2 000 lx光照强度下，每小时光合作用所产生的氧气量(毫升)是（ ）A．17 B．12 C．23 D．18答案：C解析：实际光合作用产生的氧气量＝净光合作用积累量＋细胞呼吸消耗量＝17＋6＝23(毫升)。4．人体有氧呼吸和无氧呼吸的相同之处是（ ）①都有葡萄糖分解成丙酮酸的阶段 ②所需的酶基本相同③都是氧化分解有机物，释放能量的过程 ④都产生CO2 ⑤都产生了[H]A．①③⑤ B．①③④C．①③④⑤ D．①②③④⑤答案：A解析：人体细胞无氧呼吸中乳酸发酵不产生CO2，故④错误；无氧呼吸和有氧呼吸因为是不同的反应，所用的酶不同，故②错误。5.图中表示将某植物放在不同CO2浓度环境条件下，其光合速率受光照强度影响的变化曲线。比较a、b、c三点所对应的叶肉细胞中C3含量的高低是（ ）A．a>b>c B．a